6.1 碳单质的多样性（5大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学新教材人教版九年级上册

**基本信息** 以“结构-性质-用途”逻辑链为核心，通过5类题型系统整合碳单质知识，融合表格对比、原理归纳及实验操作要点，体现化学观念与科学思维的统一。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |碳单质及其性质|1典例+3变式|结构-性质-用途表格对比法|微观结构差异→物理性质→用途| |碳单质的稳定性|1典例+3变式|常温稳定性原理归纳（原子结构解释）|原子结构→化学稳定性→生活应用| |碳单质的可燃性|1典例+3变式|反应物量影响产物规律总结|氧气量差异→燃烧产物不同| |木炭还原氧化铜|1典例+3变式|实验操作要点及现象观察法|反应原理→实验现象→操作注意事项| |碳的还原性|1典例+3变式|还原性含义及冶炼应用梳理|具体反应→还原性本质→工业冶炼|

第一节 碳单质的多样性（题型突破·举一反三） 题型01 碳单质及其性质 题型02 碳单质的稳定性 题型03 碳单质的可燃性 题型04 木炭还原氧化铜 题型05 碳的还原性 ▌题型01 碳单质及其性质 物质 结构 物理性质 用途 金刚石 正八面体 硬度大，无色透明 玻璃刀、钻头、装饰品 石墨 层状结构 质软、滑腻感、导电性好 铅笔芯、电极、润滑剂 C60​ 足球状分子 由分子构成 超导、材料科学 常考考点： 1　 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子排列方式不同。 2　 碳单质化学性质相似：都是由碳元素组成。 3　 木炭、活性炭：疏松多孔结构，有吸附性（物理性质），净水、除异味。 4　 吸附性属于物理性质，没有生成新物质。 5　 C60是由分子构成，不是由原子直接构成。 6　 “碳” 用于描述元素、单质；“炭” 用于木炭、活性炭。 【典例1】(25-26九上·广东广州·期末)石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。如图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是 A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C．四种物质完全燃烧后产物相同 D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨的性质差异较大 【变式1-1】(25-26九上·广东佛山·模拟)碳单质种类多样。常见三种碳单质的结构如图，下列说法错误的是 A．a具有滑腻感 B．b可用来裁玻璃 C．c是C60的分子 D．它们的化学性质有明显差异 【变式1-2】(25-26九上·广东阳江·期中)关于碳单质的说法正确的是 A．石墨有导电性，是一种金属单质 B．金刚石和石墨中的碳原子排列方式相同 C．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃 D．是由原子构成的单质 【变式1-3】(25-26九上·广东佛山·期中)下图是金刚石、石墨、等物质的结构示意图、下列说法错误的是 A．金刚石和石墨的原子排列方式不同，物理性质存在明显差异 B．是由分子构成的 C．从石墨中分离出的单晶石墨片是一种新型的化合物 D．金刚石薄膜透光性好、硬度大可用作光学仪器的涂层 ▌题型02 碳单质的稳定性 1. 核心原理 碳单质在常温（常温下）化学性质不活泼（稳定）。 微观原因：碳原子最外层电子数为4，既不容易得电子，也不容易失电子，常温不易发生化学反应。 2. 常见实例 1　 古代用墨书写、绘制的字画，可以保存很长时间不褪色（墨主要成分：炭黑，碳单质）。 2　 档案资料使用碳素墨水书写，利于长期保存。 3　 木质电线杆埋入地下部分，用火微微烤焦碳化，形成一层碳层，耐腐蚀，延缓腐烂。 ⚠️注意：只限于常温条件！ 温度升高后，碳的化学性质会变得活泼，可以燃烧、发生还原反应。 【典例1】金刚石与石墨物理性质差异大的原因是________；古代的水墨画能够保存至今而不变色，是因为碳单质在________。 【变式2-1】(25-26九上·广东韶关·开学考)下列对劳动项目的相关解释错误的是 选项 劳动项目 解释 A 用燃气灶烹饪佳肴 氧气有可燃性 B 在阳光下晾晒衣物 温度升高，分子运动加快 C 用碳素墨水书写档案 常温下，碳的化学性质稳定 D 用玻璃刀裁玻璃 金刚石的硬度大 A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】(25-26九上·广东汕尾·期末)2025年10月30日，第十五届全国运动会帆船比赛所有赛程在汕尾红海湾落下帷幕。 (1)帆船船体常用碳纤维复合材料，石墨也是一种常见的碳材料，属于______（填“金属”或“非金属”）单质。 (2)帆船依靠风力航行，风是空气流动形成的，空气中体积分数最大的气体是_______（填化学式），它约占空气总体积的______%。 (3)墨汁的主要成分是炭黑，墨汁书写的字画能长久保存，是因为在常温下碳单质的化学性质______。 (4)品清湖畔有很多沙滩，沙子的主要成分是二氧化硅，中元素的化合价为______，60g中硅元素的质量是______g。 【变式2-3】生活中处处有化学，请用所学知识回答下列问题： (1)火药是我国古代四大发明之一，其点燃后的化学方程式为，其中X的化学式为___________。 (2)《兰亭序》是中国晋代书圣王羲之于公元353年所作，距今已有一千多年的历史，从化学角度分析其能保存至今的原因是___________。 ▌题型03 碳单质的可燃性 1. 反应原理（与氧气量有关） ①氧气充足，充分燃烧，生成二氧化碳 ②氧气不足，不充分燃烧，生成一氧化碳 ⚠️注意：条件均为点燃；反应物相同，氧气量不同，生成物不同。 【典例1】(25-26九上·广东汕头金平区·期末)下列说法正确的是 A．金刚石性质稳定，在炉火中不会燃烧 B．铅笔芯在氧气中燃烧生成二氧化碳 C．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化 D．碳充分燃烧时放出热量，不充分燃烧时吸收热量 【变式3-1】(25-26九上·广东佛山顺德区·月考)下列含碳物质的性质与用途对应关系错误的是 A．石墨能导电，可用作电池电极 B．金刚石坚硬，可制作首饰钻戒 C．木炭有可燃性，可做燃料 D．活性炭具有吸附性，可做除味剂 【变式3-2】(25-26九上·广东潮州湘桥区·月考)竹炭以毛竹为原料，经高温烧制而成，其结构疏松多孔。竹炭“身怀绝技，武功盖世”。以下不属于它的“绝技”的是 A．将其放入红墨水中，可使墨水褪色 B．将其放入水中，可杀菌消毒 C．将其放入冰箱中，可除去冰箱异味 D．充分燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 【变式3-3】(25-26九上·广东惠州一中·期中)随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都不能燃烧 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 ▌题型04 木炭还原氧化铜 1. 化学方程式 注意条件：高温，不能写加热、点燃。 2. 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成红色（生成铜单质）； ②澄清石灰水变浑浊。 3. 实验操作要点 1　 试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流，炸裂热试管。 2　 酒精灯加网罩：集中火焰，提高温度（该反应需要高温）。 3　 实验结束，先撤导管，后熄灭酒精灯：防止石灰水倒吸入热试管，使试管炸裂。 4　 冷却后再把固体倒出来：防止热的铜接触空气中氧气，重新被氧化变回氧化铜。 【典例1】(25-26九上·广东广州荔湾区·期中)用木炭还原氧化铜的实验示意图如下，下列说法不合理的是 A．实验前要检查装置气密性 B．调控反应物比例，能减少CO的形成 C．网罩的作用是集中火焰，提高温度 D．实验结束，先熄灭酒精灯 【变式4-1】(25-26九上·广东广州海珠区·期末)下图为碳还原氧化铜的实验装置，下列说法错误的是 A．加热时需先预热试管 B．实验中可观察到澄清石灰水变浑浊 C．虚线内装置与高锰酸钾制取O2发生装置类似 D．实验后固体减轻的质量等于CuO中氧元素质量 【变式4-2】(25-26九上·广东梅州·月考)一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是 A．M点对应的固体物质只有三种 B．N点对应的固体是铜 C．该反应前后各元素化合价不变 D．0～t2min内，固体中碳元素的质量不变 【变式4-3】将0.6g炭粉和一定量氧化铜粉末混合后装入如图1所示装置中，加热该混合物。加热过程中CO2和CO两种气体的质量随加热时间变化的曲线如图2所示。关于该实验的说法不正确的是 A．50s前，未产生CO和CO2的原因是未达到反应温度 B．50s后，试管内开始有铜生成 C．75s时，试管内物质未反应完全 D．实验过程中可观察到的现象为红色粉末变成黑色 ▌题型05 碳的还原性 1. 还原性含义 在反应中，碳夺取金属氧化物中的氧，把金属还原出来，碳具有还原性；这类反应条件一般为高温。 2. 重点化学方程式 木炭还原氧化铜 木炭还原氧化铁（工业炼铁原理） 碳还原二氧化碳 3. 用途 利用碳的还原性，冶炼金属，把金属从金属氧化物矿石中还原出来。 【典例1】工业上常利用碳还原铁矿石冶炼金属铁，反应原理为：．体现了碳具有的性质是 A．可燃性 B．还原性 C．稳定性 D．氧化性 【变式5-1】(25-26九上·广东东莞·期末)高铁车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业上高温采用火法炼镍的原理是：，下列说法错误的是 A．反应中X的化学式为 B．NiO中Ni的化合价为价 C．碳过量时，气体产物中可能有CO D．此反应说明碳具有可燃性 【变式5-2】华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为。关于该反应叙述错误的是 A．X的化学式为CO B．C具有还原性 C．该反应前后涉及两种单质 D．参加反应的C和的质量比为2∶1 【变式5-3】国古代将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生：①ZnCO3ZnO＋CO2↑；②C＋2ZnO2Zn＋X↑。下列有关说法错误的 A．X的化学式为CO2 B．反应前后锌元素质量不变 C．②反应中体现了木炭的还原性 D．②反应前后锌元素化合价升高 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 碳单质的多样性（题型突破·举一反三） 题型01 碳单质及其性质 题型02 碳单质的稳定性 题型03 碳单质的可燃性 题型04 木炭还原氧化铜 题型05 碳的还原性 ▌题型01 碳单质及其性质 物质 结构 物理性质 用途 金刚石 正八面体 硬度大，无色透明 玻璃刀、钻头、装饰品 石墨 层状结构 质软、滑腻感、导电性好 铅笔芯、电极、润滑剂 C60​ 足球状分子 由分子构成 超导、材料科学 常考考点： 1　 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子排列方式不同。 2　 碳单质化学性质相似：都是由碳元素组成。 3　 木炭、活性炭：疏松多孔结构，有吸附性（物理性质），净水、除异味。 4　 吸附性属于物理性质，没有生成新物质。 5　 C60是由分子构成，不是由原子直接构成。 6　 “碳” 用于描述元素、单质；“炭” 用于木炭、活性炭。 【典例1】(25-26九上·广东广州·期末)石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。如图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是 A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C．四种物质完全燃烧后产物相同 D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨的性质差异较大 【答案】D 【详解】A、金刚石、石墨、和石墨烯都是由碳元素组成的单质，不符合题意； B、石墨和金刚石是由碳元素组成的两种不同单质，将石墨转化为金刚石的过程中有新物质生成，属于化学变化，不符合题意； C、四种物质都只含碳元素，完全燃烧后产物都是二氧化碳，不符合题意； D、金刚石、石墨中碳原子排列方式不同，所以物理性质差异较大，但它们的化学性质相似（都由碳元素组成）。符合题意。 故选D。 【变式1-1】(25-26九上·广东佛山·模拟)碳单质种类多样。常见三种碳单质的结构如图，下列说法错误的是 A．a具有滑腻感 B．b可用来裁玻璃 C．c是C60的分子 D．它们的化学性质有明显差异 【答案】D 【详解】A、a为石墨，石墨层与层之间作用力弱，具有滑腻感，故选项说法正确。 B、b为金刚石，金刚石是天然存在硬度最大的物质，可用于裁玻璃，故选项说法正确。 C、c的球状结构符合的分子结构，故选项说法正确。 D、三者均由碳元素组成，属于碳的单质，化学性质相似（如都具有可燃性、还原性），仅物理性质因碳原子排列方式不同存在明显差异，故选项说法不正确。 【变式1-2】(25-26九上·广东阳江·期中)关于碳单质的说法正确的是 A．石墨有导电性，是一种金属单质 B．金刚石和石墨中的碳原子排列方式相同 C．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃 D．是由原子构成的单质 【答案】C 【详解】A、石墨具有导电性，是由碳元素组成的非金属单质，故选项说法错误； B、金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，故选项说法错误； C、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，裁玻璃等，故选项说法正确； D、C60是由C60分子构成的，故选项说法错误。 故选C。 【变式1-3】(25-26九上·广东佛山·期中)下图是金刚石、石墨、等物质的结构示意图、下列说法错误的是 A．金刚石和石墨的原子排列方式不同，物理性质存在明显差异 B．是由分子构成的 C．从石墨中分离出的单晶石墨片是一种新型的化合物 D．金刚石薄膜透光性好、硬度大可用作光学仪器的涂层 【答案】C 【详解】A、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，不符合题意； B、C60是由C60分子构成的，不符合题意； C、从石墨中分离出的单晶石墨片是由碳元素组成的纯净物，属于单质，因此它不是一种新型的化合物，符合题意； D、金刚石薄膜透光性好．硬度大，故可用作光学仪器的涂层，不符合题意。 故选C。 ▌题型02 碳单质的稳定性 1. 核心原理 碳单质在常温（常温下）化学性质不活泼（稳定）。 微观原因：碳原子最外层电子数为4，既不容易得电子，也不容易失电子，常温不易发生化学反应。 2. 常见实例 1　 古代用墨书写、绘制的字画，可以保存很长时间不褪色（墨主要成分：炭黑，碳单质）。 2　 档案资料使用碳素墨水书写，利于长期保存。 3　 木质电线杆埋入地下部分，用火微微烤焦碳化，形成一层碳层，耐腐蚀，延缓腐烂。 ⚠️注意：只限于常温条件！ 温度升高后，碳的化学性质会变得活泼，可以燃烧、发生还原反应。 【典例1】金刚石与石墨物理性质差异大的原因是________；古代的水墨画能够保存至今而不变色，是因为碳单质在________。 【答案】 碳原子排列方式不同 常温下，化学性质稳定或不活泼 【详解】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但构成二者的碳原子排列结构不同，金刚石是空间立体网状结构，石墨是层状结构，因此物理性质差异很大； 碳单质在常温下化学性质不活泼，不易和其他物质发生化学反应，因此用墨（主要成分为碳单质）绘制的水墨画能长期保存不变色。 【变式2-1】(25-26九上·广东韶关·开学考)下列对劳动项目的相关解释错误的是 选项 劳动项目 解释 A 用燃气灶烹饪佳肴 氧气有可燃性 B 在阳光下晾晒衣物 温度升高，分子运动加快 C 用碳素墨水书写档案 常温下，碳的化学性质稳定 D 用玻璃刀裁玻璃 金刚石的硬度大 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、用燃气灶烹饪佳肴，是因为燃气具有可燃性，氧气具有助燃性，能支持燃烧，氧气本身不具有可燃性，符合题意； B、在阳光下晾晒衣物，温度升高，分子运动加快，水分能更快地从衣物中挥发出去，不符合题意； C、用碳素墨水书写档案，是因为常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，能使书写的字迹长时间保存，不符合题意； D、玻璃刀的刀头镶嵌有金刚石，金刚石硬度大，可用于裁玻璃，不符合题意。 故选A。 【变式2-2】(25-26九上·广东汕尾·期末)2025年10月30日，第十五届全国运动会帆船比赛所有赛程在汕尾红海湾落下帷幕。 (1)帆船船体常用碳纤维复合材料，石墨也是一种常见的碳材料，属于______（填“金属”或“非金属”）单质。 (2)帆船依靠风力航行，风是空气流动形成的，空气中体积分数最大的气体是_______（填化学式），它约占空气总体积的______%。 (3)墨汁的主要成分是炭黑，墨汁书写的字画能长久保存，是因为在常温下碳单质的化学性质______。 (4)品清湖畔有很多沙滩，沙子的主要成分是二氧化硅，中元素的化合价为______，60g中硅元素的质量是______g。 【答案】(1) 非金属 (2) N2 78 (3) 稳定 (4) +4 28 【详解】（1）石墨是碳元素形成的单质，碳元素属于非金属元素，因此石墨属于非金属单质。 （2）空气中体积分数最大的气体是氮气，其化学式为 N2，它约占空气总体积的78%。 （3）墨汁中的炭黑是碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质反应（如氧化），因此用墨汁书写的字画能长久保存。 （4）二氧化硅（SiO2）中，氧元素化合价通常为 -2。设硅元素化合价为 x，根据化合物中各元素化合价代数和为零，得：，因此 Si 的化合价为 +4。 60 g SiO2中硅元素质量 = 。 【变式2-3】生活中处处有化学，请用所学知识回答下列问题： (1)火药是我国古代四大发明之一，其点燃后的化学方程式为，其中X的化学式为___________。 (2)《兰亭序》是中国晋代书圣王羲之于公元353年所作，距今已有一千多年的历史，从化学角度分析其能保存至今的原因是___________。 【答案】(1)CO2 (2)常温下，碳的化学性质不活泼 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变。统计反应前后原子种类和数量：反应前共含有1个S、2个K、2个N、6个O、3个C；反应后已知生成物中已有1个S、2个K、2个N，剩余的3个C和6个O对应3个X，因此1个X由1个C和2个O构成，化学式为。 （2）古代书法用墨的主要成分为炭黑（碳单质），常温下碳的化学性质稳定，很难发生化学反应，因此字迹可以长久保存。 ▌题型03 碳单质的可燃性 1. 反应原理（与氧气量有关） ①氧气充足，充分燃烧，生成二氧化碳 ②氧气不足，不充分燃烧，生成一氧化碳 ⚠️注意：条件均为点燃；反应物相同，氧气量不同，生成物不同。 【典例1】(25-26九上·广东汕头金平区·期末)下列说法正确的是 A．金刚石性质稳定，在炉火中不会燃烧 B．铅笔芯在氧气中燃烧生成二氧化碳 C．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化 D．碳充分燃烧时放出热量，不充分燃烧时吸收热量 【答案】B 【详解】A、金刚石是碳单质，在点燃的条件下与氧气反应，发生燃烧。说法错误，不符合题意； B、铅笔芯主要成分为石墨（碳），在氧气中燃烧生成二氧化碳。说法正确，符合题意； C、石墨转化成金刚石是原子排列发生改变，所以石墨和金刚石是两种不同的物质，石墨转化成金刚石是化学变化。说法错误，不符合题意； D、碳燃烧无论是否充分都放出热量。说法错误，不符合题意； 故选B。 【变式3-1】(25-26九上·广东佛山顺德区·月考)下列含碳物质的性质与用途对应关系错误的是 A．石墨能导电，可用作电池电极 B．金刚石坚硬，可制作首饰钻戒 C．木炭有可燃性，可做燃料 D．活性炭具有吸附性，可做除味剂 【答案】B 【详解】A.石墨能导电，可以用作电池电极，选项正确； B.金刚石坚硬，可以制作钻探机的钻头，可以切割玻璃，选项错误； C.木炭具有可燃性，可以做燃料，选项正确； D.活性炭具有吸附性，可以做除味剂，选项正确； 故选B。 【变式3-2】(25-26九上·广东潮州湘桥区·月考)竹炭以毛竹为原料，经高温烧制而成，其结构疏松多孔。竹炭“身怀绝技，武功盖世”。以下不属于它的“绝技”的是 A．将其放入红墨水中，可使墨水褪色 B．将其放入水中，可杀菌消毒 C．将其放入冰箱中，可除去冰箱异味 D．充分燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 【答案】B 【详解】A、竹炭因多孔结构具有吸附性，可吸附色素，将其放入红墨水中，可使墨水褪色，此选项正确； B、竹炭无杀菌消毒作用，此选项错误； C、竹炭因多孔结构具有吸附性，可吸附异味，将其放入冰箱中，可除去冰箱异味，此选项正确； D、竹炭主要成分为碳，燃烧生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊，此选项正确； 故选：B 【变式3-3】(25-26九上·广东惠州一中·期中)随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都不能燃烧 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 【答案】D 【详解】A、石墨、石墨烯和石墨炔均由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不是同种物质，A错误； B、金刚石、石墨都由碳原子构成，C60由C60分子构成，B错误； C、石墨烯和石墨炔都是碳单质，都具有可燃性，C错误； D、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，D正确。 故选D。 ▌题型04 木炭还原氧化铜 1. 化学方程式 注意条件：高温，不能写加热、点燃。 2. 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成红色（生成铜单质）； ②澄清石灰水变浑浊。 3. 实验操作要点 1　 试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流，炸裂热试管。 2　 酒精灯加网罩：集中火焰，提高温度（该反应需要高温）。 3　 实验结束，先撤导管，后熄灭酒精灯：防止石灰水倒吸入热试管，使试管炸裂。 4　 冷却后再把固体倒出来：防止热的铜接触空气中氧气，重新被氧化变回氧化铜。 【典例1】(25-26九上·广东广州荔湾区·期中)用木炭还原氧化铜的实验示意图如下，下列说法不合理的是 A．实验前要检查装置气密性 B．调控反应物比例，能减少CO的形成 C．网罩的作用是集中火焰，提高温度 D．实验结束，先熄灭酒精灯 【答案】D 【详解】A、凡是实验中有气体参加或有气体生成的实验，都应该在实验前检查装置气密性。说法正确，不符合题意； B.木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，如果木炭过量，木炭会和生成的二氧化碳继续反应生成一氧化碳。所以调控反应物比例，能减少CO的生成。说法正确，不符合题意； C.木炭还原氧化铜的反应条件为高温，给酒精灯加网罩，作用是作用是集中火焰，提高温度。说法正确，不符合题意； D.实验结束后，应先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯，以防试管中的石灰水倒流，炸裂热的试管。说法错误，符合题意； 故选：D。 【变式4-1】(25-26九上·广东广州海珠区·期末)下图为碳还原氧化铜的实验装置，下列说法错误的是 A．加热时需先预热试管 B．实验中可观察到澄清石灰水变浑浊 C．虚线内装置与高锰酸钾制取O2发生装置类似 D．实验后固体减轻的质量等于CuO中氧元素质量 【答案】D 【详解】A、给试管中的物质加热时，先预热试管，使试管均匀受热，防止试管因局部受热不均而炸裂，故选项说法正确。 B、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则可观察到澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确。 C、高锰酸钾制取O2属于固-固加热型，因此虚线内装置与高锰酸钾制取O2发生装置类似，故选项说法正确。 D、由化学方程式可知，反应后固体减少的质量即为参加反应的木炭质量与氧化铜中氧元素质量之和，故选项说法不正确。 故选D。 【变式4-2】(25-26九上·广东梅州·月考)一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减小，固体总质量的变化如图。下列说法正确的是 A．M点对应的固体物质只有三种 B．N点对应的固体是铜 C．该反应前后各元素化合价不变 D．0～t2min内，固体中碳元素的质量不变 【答案】A 【详解】 A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，至N点完全反应，则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种，故选项说法正确； B、至N点完全反应，N点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜或铜，故选项说法错误； C、该反应是碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4，反应前铜元素的化合价为+2，反应后铜元素的化合价为0，该反应前后铜和碳元素化合价改变，故选项说法错误； D、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，0～t2min内，固体中碳元素的质量减小，故选项说法错误。 故选：A。 【变式4-3】将0.6g炭粉和一定量氧化铜粉末混合后装入如图1所示装置中，加热该混合物。加热过程中CO2和CO两种气体的质量随加热时间变化的曲线如图2所示。关于该实验的说法不正确的是 A．50s前，未产生CO和CO2的原因是未达到反应温度 B．50s后，试管内开始有铜生成 C．75s时，试管内物质未反应完全 D．实验过程中可观察到的现象为红色粉末变成黑色 【答案】D 【详解】A. 该反应需要在高温下进行，50s 前未达反应温度，不产生气体，说法正确； B. 50s 后开始有二氧化碳和一氧化碳生成，说明此时反应开始发生，试管内开始有铜生成，说法正确； C.  75s 时气体质量仍在增加，说明反应还在进行，试管内物质未反应完全，说法正确； D. 碳与氧化铜在高温下反应生成了铜，现象为黑色粉末变为红色，说法错误。 ▌题型05 碳的还原性 1. 还原性含义 在反应中，碳夺取金属氧化物中的氧，把金属还原出来，碳具有还原性；这类反应条件一般为高温。 2. 重点化学方程式 木炭还原氧化铜 木炭还原氧化铁（工业炼铁原理） 碳还原二氧化碳 3. 用途 利用碳的还原性，冶炼金属，把金属从金属氧化物矿石中还原出来。 【典例1】工业上常利用碳还原铁矿石冶炼金属铁，反应原理为：．体现了碳具有的性质是 A．可燃性 B．还原性 C．稳定性 D．氧化性 【答案】B 【详解】由反应原理知，反应中碳夺取氧化铁中的氧，使氧化铁发生还原反应，碳具有还原性。 故选B。 【变式5-1】(25-26九上·广东东莞·期末)高铁车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增强性能，工业上高温采用火法炼镍的原理是：，下列说法错误的是 A．反应中X的化学式为 B．NiO中Ni的化合价为价 C．碳过量时，气体产物中可能有CO D．此反应说明碳具有可燃性 【答案】D 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有1个C、2个Ni和2个O，反应后2个Ni，故X为，A正确，不符合题意； B、NiO中O为-2价，根据化合物化合价代数和为零，Ni为+2价，B正确，不符合题意； C、碳过量时，与C在高温下反应生成CO，C正确，不符合题意； D、该反应中碳作为还原剂，体现还原性，而非可燃性，D错误，符合题意； 故选D。 【变式5-2】华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为。关于该反应叙述错误的是 A．X的化学式为CO B．C具有还原性 C．该反应前后涉及两种单质 D．参加反应的C和的质量比为2∶1 【答案】D 【详解】A.根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应物侧共含2个C、1个Si、2个O，生成物侧已知1个Si，因此2X中含2个C和2个O，推得X为CO，表述正确。 B.反应中C夺取中的氧元素，将Si还原出来，体现了C的还原性，表述正确。 C.单质是由同种元素组成的纯净物，该反应涉及的单质为C和Si，共2种，、CO均为化合物，表述正确。 D.参加反应的C总的相对原子质量为，的相对分子质量为，二者质量比为，不是，表述错误。 【变式5-3】国古代将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生：①ZnCO3ZnO＋CO2↑；②C＋2ZnO2Zn＋X↑。下列有关说法错误的 A．X的化学式为CO2 B．反应前后锌元素质量不变 C．②反应中体现了木炭的还原性 D．②反应前后锌元素化合价升高 【答案】D 【详解】A、化学反应前后各原子的种类、数目都不变，②中反应前有1个碳原子、2个锌原子、2个氧原子，反应后已有2个锌原子，则X中有1个碳原子、2个氧原子，所以X的化学式为CO2，故A不符合题意； B、化学反应前后元素的质量不变，①反应中反应物ZnCO3 和生成物ZnO中的锌元素质量相等，②反应中反应物ZnO和生成物Zn中的锌元素质量相等，所以反应前后锌元素质量不变，故B不符合题意； C、②反应中C夺走了ZnO中的氧元素生成了CO2，所以C具有还原性，故C不符合题意； D、②反应前ZnO中锌元素的化合价是+2，反应后Zn的化合价是0，②反应前后锌元素化合价降低，故D符合题意。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $列学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第一节 碳单质的多样性（题型突破举一反三） 题型01碳单质及其性质 典例精析 【典例1】D 举-反目 【变式11】D 【变式1-2】C 【变式13】C 题型02碳单质的稳定性 三典例精析 【典例1】碳原子排列方式不同 常温下，化学性质稳定或不活泼 举一反三 【变式2-1】A 【变式2-2】(1) 非金属 (2) 78 (3) 稳定 4) +4 28 【变式2-3】(1)C02 (2)常温下，碳的化学性质不活泼 题型03碳单质的可燃性 1/2 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精析 【典例1】B 举一反三 【变式31】B 【变式3-2】B 【变式33】D 题型04木炭还原氧化铜 E 典例精析 【典例1】D 举一反三 【变式41)D 【变式42】A 【变式43】D 题型05碳的还原性 E 典例精析 【典例1】B E 举一反三 【变式51】D 【变式52】D 【变式5-3】D 2/2