板塊導航
01/學習目標 明確內(nèi)容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內(nèi)容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)
一、碳的單質(zhì)
1．碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途
【易錯提醒】
1．C60 中的60是指：一個C60分子中含有60個碳原子。
2．同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）
3．同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。
4．石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質(zhì)，該轉(zhuǎn)化是化學變化。
2．其它碳單質(zhì)
（1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳單質(zhì)，結構與石墨類似。
木炭、活性炭有疏松多孔的結構，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭強。
（2）活性炭的應用：可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；水的凈化處理；冰箱去味；吸附裝修產(chǎn)生的有害氣體。

防毒面具 環(huán)?；钚蕴堪? 冰箱除臭劑
（3）活性炭、木炭的吸附性是物理性質(zhì)而不是化學性質(zhì)。
【易錯提醒】
“碳”和“炭”的區(qū)別：
“碳”是元素名稱，常在書寫碳元素單質(zhì)和含有碳元素化合物的名稱時使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈉、碳酸、碳氫化合物
“炭”表示由碳元素組成的具體物質(zhì)。只在書寫“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”這些名稱時用。
二、碳單質(zhì)的化學性質(zhì)
碳的幾種單質(zhì)物理性質(zhì)各不相同，而化學性質(zhì)卻相似。
（由于碳的不同單質(zhì)參加化學反應的最小粒子是相同的碳原子，所以它們的化學性質(zhì)是相似的。）
1．常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑
（1）原因：碳原子的最外層電子數(shù)為4，常溫下不易得失電子。
（2）用途：用炭黑制成的墨書寫繪畫，檔案資料用碳素墨水書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強耐腐蝕性。

湖北出土的戰(zhàn)國古墨 碳素墨水記錄的上世紀80年代的工資表
2．可燃性
3.還原性
木炭還原氧化銅的實驗
三、氧化還原反應
高溫
1.碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）
碳 + 某些金屬氧化物 金屬單質(zhì) + CO2↑
2.氧化還反應分析
CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應
C奪取氧元素，有還原性，是還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應
氧化反應：物質(zhì)結合氧元素的反應。
還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。
氧化劑：在反應中提供氧元素的物質(zhì)，具有氧化性，如CuO；
還原劑：在反應中得到氧元素的物質(zhì)，具有還原性，如C、CO、H2等；
1．判斷題
（1）金剛石很硬，所以可以用作裝飾品( )
（2）航天飛機表面覆蓋石墨瓦，主要是利用石墨熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定( )
（3）石墨可用于制鉛筆芯，是因為石墨質(zhì)軟，顏色為深灰色，因為常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，所以用墨書寫的文字可以長時間保存。( )
（4）金剛石硬度大，石墨質(zhì)地較軟，其主要原因是兩者的構成微粒不同( )
（5）一種元素可能形成幾種單質(zhì)( )
（6）同種元素組成的不同種單質(zhì)性質(zhì)相同( )
（7）相同元素組成的不同碳單質(zhì)，在足量的氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物相同( )
（8）金剛石、石墨與足球烯之間的轉(zhuǎn)化為化學變化( )
（9）金剛石和石墨混合在一起得到的肯定是純凈物( )
（10）金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異是因為構成它們的原子大小不同( )
（11）金剛石和石墨常溫下均為黑色固體，且硬度很大( )
（12）碳納米管是一種新型的化合物。( )
（13）木炭、活性炭的主要成分是單質(zhì)碳，因為它們具有疏松多孔的結構，都具有吸附性。( )
（14）活性炭的吸附性很強，可用作食品脫色劑( )
（15）石墨有滑膩感，具有導電性、還原性和常溫下化學性質(zhì)很穩(wěn)定等性質(zhì)( )
（16）用墨書寫或繪制的字畫能保存很長時間而不變色是因為碳具有還原性( )
（17）在氧氣充足時，碳燃燒生成二氧化碳。( )
（18）焦炭具有可燃性，可用于冶煉金屬鐵( )
（19）碳和氧氣反應無論生成物是什么，都要放出熱量( )
（20）有關 的反應中CuO發(fā)生了氧化反應( )
（21）加熱氧化銅與木炭的混合物，紅色粉末變黑，生成使澄清石灰水變渾濁的氣體( )
（22）熾熱的碳能還原二氧化碳( )
【答案】(1) × (2) √ (3) √ (4) × (5) √ (6) × (7)√ (8) √ (9) × (10) × (11) × (12)× (13) √ (14) √ (15) √ (16) × (17) √ (18) × (19)√ (20) × (21) × (22)√
2．“低碳生活”、“低碳生產(chǎn)”，早日達到“碳中和”是目前全世界人民努力的方向，但是“碳家族”也是重要的生活和生產(chǎn)原料，有著至關重要的作用。
(1)金剛石和石墨都是碳的單質(zhì)，但兩者性質(zhì)差異較大，它們性質(zhì)不同的根本原因是 ；
(2)干電池中使用石墨作為電極材料，說明石墨具有 性；
(3)活性炭能作為冰箱除味劑，是因為活性炭具有 性。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)導電
(3)吸附
【詳解】（1）金剛石和石墨都是碳單質(zhì)，兩者的性質(zhì)差異大，金剛石硬度大、正八面體結構，石墨灰黑色的細鱗片狀固體，原因是碳原子排列方式不同；
（2）使用石墨作為電極材料，說明石墨具有導電性；
（3）活性炭能作為冰箱除味劑，也能吸附水中的色素和異味，是因為活性炭有疏松多孔的結構，具有吸附性。
3．根據(jù)圖片信息回答問題：
(1)古畫保存很長時間而不變色的原因：常溫下，碳的化學性質(zhì) ；
(2)石墨做電刷因為石墨具有 性、 性、熔點高的性質(zhì)；
(3)防毒面具用活性炭做濾毒劑是因為它具 結構，有很強的 能力；
【答案】(1)不活潑（或穩(wěn)定）
(2) 導電 潤滑
(3) 疏松多孔 吸附
【詳解】（1）古畫保存很長時間而不變色的原因：常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑（穩(wěn)定），不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應，故填：不活潑（或穩(wěn)定）；
（2）石墨做電刷是因為石墨具有導電性、潤滑性和熔點高的性質(zhì)，故填：導電；潤滑；
（3）活性炭具有疏松多孔的結構，從而具有吸附性，可以在防毒面具中做濾毒劑，故填：疏松多孔；吸附。
4．碳和碳的氧化物與我們的生活密切相關，請依據(jù)圖示回答問題。
(1)圖1是碳原子結構示意圖，其原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為 ，該元素在元素周期表中位于第 周期。
(2)碳元素組成的不同碳單質(zhì)有廣泛的用途。圖2中用到的碳單質(zhì)是 ，圖3中用到的碳單質(zhì)是 ，圖4中用到的碳單質(zhì)是 ；不同碳單質(zhì)物理性質(zhì)存在明顯差異的原因是 。
【答案】(1) 6 二
(2) 金剛石 石墨 活性炭 碳原子排列方式不同
【詳解】（1）在原子結構示意圖中，圓圈內(nèi)的數(shù)字即為質(zhì)子數(shù)，碳原子原子序數(shù)為6，因此碳原子核內(nèi)有6個質(zhì)子；
在原子結構示意圖中，原子的電子層數(shù)即為該元素所在的周期數(shù)，碳原子的核外有2個電子層，因此碳元素在元素周期表中位于第二周期；
（2）圖2中用到的碳單質(zhì)是金剛石，金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以用來裁玻璃；
圖3中用到的碳單質(zhì)是石墨，石墨質(zhì)軟，且呈深灰色，可用于制鉛筆芯；
圖4中用到的碳單質(zhì)是活性炭，活性炭具有吸附性，可以作吸味劑；
不同碳單質(zhì)物理性質(zhì)存在明顯差異的原因是碳原子排列方式不同。
5．閱讀下列短文，回答問題：
石墨、石墨烯、碳納米管都是碳單質(zhì)。石墨烯可用機械剝離法從石墨中剝離制得。它是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料?？茖W家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。
(1)從石墨中剝離出石墨烯屬于 變化。
(2)石墨、石墨烯、碳納米管的物理性質(zhì)差異較大，原因是 。
(3)中國高鐵的核心技術走在了世界前列，高鐵動車的運行依靠頂部的石墨電刷與電線接觸獲取電力。下列石墨的性質(zhì)與石墨制成的電刷無關的是
A．滑膩感B．還原性C．穩(wěn)定性D．導電性
(4)碳元素還能組成其他單質(zhì)?！般@石恒久遠，一顆永流傳”體現(xiàn)了碳在常溫下化學性質(zhì) ；水的凈化過程中通常會利用活性炭的 性除去色素和異味，因為其具有 的結構。
【答案】(1)化學
(2)原子排列方式不同
(3)B
(4) 穩(wěn)定 吸附 疏松多孔
【詳解】（1）從石墨中剝離出石墨烯，有新物質(zhì)的生成，屬于化學變化；
（2）結構決定性質(zhì)，因為原子排列方式不同，所以石墨、石墨烯、碳納米管的物理性質(zhì)差異較大；
（3）高鐵動車的運行依靠頂部的石墨電刷與電線接觸獲取電力體現(xiàn)出石墨的滑膩感、穩(wěn)定性、導電性，故選B；
（4）①“鉆石恒久遠，一顆永流傳”體現(xiàn)了碳在常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定；
②水的凈化過程中通常會利用活性炭的吸附性除去色素和異味；
③活性炭具有疏松多孔的結構，所以具有吸附性，能除去水中的異味和色素。
?問題一 同種元素組成的物質(zhì)
【典例1】由同種元素組成的不同種單質(zhì)稱為同素異形體。比如：紅磷與白磷都是由磷元素組成的單質(zhì)互為同素異形體。下列和氧氣互為同素異形體的是
A．臭氧（）B．液氧C．一氧化碳D．二氧化碳
【答案】A
【詳解】A、臭氧和氧氣是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故選項正確；
B、液氧是液態(tài)的氧氣，與氧氣是同一種物質(zhì)，不是同素異形體，故選項錯誤；
C、一氧化碳是由碳、氧元素形成的化合物，與氧氣不是同素異形體，故選項錯誤；
D、二氧化碳是由碳、氧元素形成的化合物，與氧氣不是同素異形體，故選項錯誤。
故選A。
【解題必備】
1．同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）
2．同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。
【變式1-1】現(xiàn)代科學又發(fā)現(xiàn)了H3、C60、C90、N5、N60、…，據(jù)此可作出的推測是
①同一種元素可以形成多種單質(zhì)
②同種元素構成的物質(zhì)不一定是純凈物
③單質(zhì)可能存在復雜的分子結構
④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的相互轉(zhuǎn)化。
A．只有①②B．只有②③C．只有③④D．①②③④
【答案】D
【詳解】①同一種元素可以形成多種單質(zhì)，如氧元素可以形成氧氣、臭氧，碳元素可以形成金剛石、石墨，該說法正確；
②同種元素構成的物質(zhì)有多種，故同種元素構成的物質(zhì)不一定是純凈物，如C60和C90形成的物質(zhì)中只含碳元素一種元素，但屬于混合物，該說法正確；
③單質(zhì)中可能含有多個原子，可能存在復雜的分子結構，該說法正確；
④同種元素形成的單質(zhì)之間能相互轉(zhuǎn)化，單質(zhì)越多，則存在的相互轉(zhuǎn)化也可能越多，該說法正確。
故選D。
【變式1-2】某物質(zhì)含有一種元素
A．可能是純凈物也可能是混合物B．可能是單質(zhì)也可能是化合物
C．一定是混合物D．一定是純凈物
【答案】A
【詳解】一種元素可組成不同的單質(zhì)，如由氧元素組成的單質(zhì)有氧氣和臭氧，因此含有一種元素的不一定是純凈物，也有可能是由幾種單質(zhì)混合在一起的混合物；化合物是由兩種及以上元素組成的純凈物，所以只含一種元素的一定不是化合物，故選：A。
?問題二 金剛石、石墨和C60
【典例2】根據(jù)圖示，分析下列說法，其中描述錯誤的是
A．四種物質(zhì)都是由碳原子構成的
B．四種物質(zhì)均可以在氧氣中燃燒
C．碳納米管具有尺寸小、導電性好等特點
D．金剛石和石墨性質(zhì)存在差異的原因是原子排列方式不同
【答案】A
【詳解】A、金剛石、石墨、碳納米管都是由碳原子構成的，是由分子構成的，說法錯誤，符合題意；
B、金剛石、石墨、碳納米管、都屬于碳單質(zhì)，均可以在氧氣中燃燒，說法正確，不符合題意；
C、碳納米管具有尺寸小、導電性好等特點，說法正確，不符合題意；
D、金剛石和石墨性質(zhì)存在差異的原因是碳原子的排列方式不同，說法正確，不符合題意。
故選：A。
【解題必備】
1．金剛石的性質(zhì)和對應的用途：
（1）無色透明，折光率高，可制成鉆石做裝飾品；
（2）硬度大，可制成鉆頭、玻璃刀、切割大理石等；
（3）金剛石薄膜透光性好、硬度大，可做光學窗口和透鏡的涂層，又因為導熱性好，可用于集成電路基板散熱。
2．石墨的性質(zhì)和對應的用途：
（1）石墨灰黑色，質(zhì)軟，可制作鉛筆芯；
（2）導電性好，可做電極；
（3）導電性好、有滑膩感、耐高溫，可做高鐵列車的受電弓滑板；
3．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學變化。
4．C60有特殊的物理和化學性質(zhì)，可用于超導、催化、材料科學等領域。
【變式2-1】石墨是常見的碳單質(zhì)。下列有關石墨說法錯誤的是
A．石墨具有良好的導電性B．以石墨為原料制造金剛石是物理變化
C．石墨可用于制作鉛筆芯D．石墨常溫下化學性質(zhì)不活潑
【答案】B
【詳解】A、石墨具有良好的導電性，可用作電極材料，說法正確，不符合題意；
B、以石墨為原料制造金剛石，該過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，說法錯誤，符合題意；
C、石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰黑色的痕跡，可以用于制作鉛筆芯，說法正確，不符合題意；
D、石墨在常溫下不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，因此表現(xiàn)出不活潑的化學性質(zhì)，說法正確，不符合題意。
故選：B。
【變式2-2】金剛石和石墨的物理性質(zhì)有著很大的差異，主要原因是
A．組成的元素不同B．原子排列方式不同
C．構成的原子不同D．原子的結構不同
【答案】B
【詳解】A、金剛石和石墨都是由碳元素組成，該選項不符合題意；
B、金剛石和石墨的碳原子排列方式不同，則物理性質(zhì)有很大差異，該選項符合題意；
C、金剛石和石墨都是由碳原子構成，該選項不符合題意；
D、構成金剛石和石墨的碳原子結構相同，該選項不符合題意。
故選B。
?問題三 碳單質(zhì)的化學性質(zhì)
【典例3】宋代許道寧用墨(主要成分為單質(zhì)碳)所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色，這是因為在常溫下單質(zhì)碳
A．還原性好B．化學性質(zhì)不活潑C．導電性能好D．吸附能力強
【答案】B
【詳解】宋代許道寧用墨（主要成分為單質(zhì)碳）所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色，是因為墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，水墨畫長久保存不變色，是因為在常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，不易發(fā)生反應；
故選：B。
【解題必備】
常溫下，碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定。
可燃性
氧氣充足，生成二氧化碳 C + O2 點燃 CO2
氧氣不足，生成一氧化碳 2C + O2 點燃 2CO
還原性
（1）碳與氧化銅反應：C + 2CuO 2Cu+CO2↑
（2）碳與氧化鐵反應：3C +2 Fe2O3 4Fe+3CO2↑
（3）碳與氧化銅反應：C + CO2 2CO
【變式3-1】將6g碳和12g氧氣放入密閉容器中引燃，兩者恰好完全反應。則密閉容器中的物質(zhì)是
A．COB．CO2和COC．O2和CO2D．無法確定
【答案】B
【詳解】根據(jù)化學方程式可知，參加反應的碳和氧氣的質(zhì)量比為：；根據(jù)化學方程式可知，參加反應的碳和氧氣的質(zhì)量比為：；由題給條件可知，介于和之間，所以既生成了二氧化碳又生成了一氧化碳；
故選B。
【變式3-2】我國古代將爐甘石（ZnCO3）和木炭粉混合后，加熱到約 800°C 可得到鋅。主要發(fā)生的化學反應：①；② ，回答下列問題。
(1)X 的化學式為 。
(2)反應①的基本反應類型為 。
(3)該反應說明木炭具有 性。
【答案】(1)ZnO
(2)分解反應
(3)還原
【詳解】（1）由化學反應①的化學方程式可知，反應前出現(xiàn)了1個鋅原子、1個碳原子和3個氧原子，反應后出現(xiàn)了1個碳原子和2個氧原子，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應后尚缺的1個鋅原子和1個氧原子存在于X中，則X的化學式為ZnO，故填ZnO。
（2）由化學反應①的化學方程式可知，該反應是一種物質(zhì)生成兩種新物質(zhì)的反應，符合分解反應的特點，屬于分解反應，故填分解反應。
（3）由化學反應②的化學方程式可知，反應中，碳得到氧元素形成二氧化碳，表現(xiàn)了碳的還原性，故填還原。
?問題四 實驗探究木炭還原氧化銅
【典例4】下列關于木炭與氧化銅反應的實驗說法不正確的是
A．實驗中觀察到黑色固體變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁
B．核反應中木炭具有還原性
C．若生成的氣體中含有一氧化碳，則反應時消耗碳、氧元素的質(zhì)量比小于3：8
D．酒精燈加網(wǎng)罩的目的是使火焰集中并提高溫度
【答案】C
【詳解】A、木炭與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，會看到黑色固體變?yōu)榧t色，同時生成的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，說法正確，不符合題意；
B、在該反應中木炭奪取了氧化銅中的氧，表現(xiàn)出還原性，說法正確，不符合題意；
C、若生成的氣體中含有一氧化碳，一氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為 12:16=3:4，二氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為 3:8，所以反應時消耗碳、氧元素的質(zhì)量比會大于 3:8，說法錯誤，符合題意；
D、酒精燈加網(wǎng)罩的目的主要是提高溫度，而不是使火焰集中，說法正確，不符合題意。
故選C。
【解題必備】
（1）化學方程式：C + 2CuO 2Cu+CO2↑
（2）實驗現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，澄清石灰水變渾濁。
（3）注意點： = 1 \* GB3 ①火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。
= 2 \* GB3 ②實驗結束后，先撤出導氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。
= 3 \* GB3 ③待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。
【變式4-1】用木炭還原氧化銅的實驗如圖所示：
(1)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是 。
(2)剛開始預熱，試管②中立即產(chǎn)生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是 。
(3)繼續(xù)加熱，觀察到試管①中的現(xiàn)象是 。
(4)請寫出試管①中發(fā)生反應的化學方程式是： ，該反應中木炭發(fā)生了 反應(填“氧化”或“還原”)；表示反應停止的現(xiàn)象 。
(5)該實驗結束后，應先 然后再 。
【答案】(1)集中火焰、提高溫度
(2)此時逸出的氣體是試管內(nèi)的空氣，而非二氧化碳
(3)固體由黑色逐漸變紅
(4) 氧化 ②試管中導管口沒有氣泡冒出
(5) ②試管中的導管移出水面 熄滅酒精燈
【詳解】（1）酒精燈火焰加上網(wǎng)罩后火焰會集中，從而提高了火焰的溫度；
（2）剛開始加熱時試管內(nèi)空氣膨脹逸出，此時碳和氧化銅未反應，沒有二氧化碳生成，所以會有氣泡產(chǎn)生，但石灰水不會變渾濁；
（3）碳和氧化銅反應能生成銅和二氧化碳，所以試管①中的現(xiàn)象應該是固體由黑色逐漸變紅；
（4）碳和氧化銅在高溫下反應生成二氧化碳和銅，化學方程式為：；
該反應中木炭得到氧，發(fā)生了氧化反應；表示反應停止的現(xiàn)象②試管中導管口沒有氣泡冒出；
（5）該實驗結束后，應先將②試管中的導管移出水面，然后再熄滅酒精燈，以防冷水倒吸，炸裂試管。
【變式4-2】實驗室將一定量的碳粉和氧化銅粉末混合共熱，剩余固體隨著時間的關系如圖。下列說法不正確的是
A．t1時反應剛開始
B．生成銅的質(zhì)量一定為ng
C．生成氣體的質(zhì)量為(m-n)g
D．剩余固體中銅元素的質(zhì)量分數(shù)先變大后不變
【答案】B
【詳解】A、由圖可知，t1后固體質(zhì)量才開始減少，則此時才開始反應，說法正確；
B、若碳過量，則剩余固體的質(zhì)量為銅和碳，則銅的質(zhì)量小于ng，說法錯誤；
C、根據(jù)反應前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，則生成的氣體的質(zhì)量為(m-n)g，說法正確；
D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后固體中銅元素的質(zhì)量不變，但固體質(zhì)量減小，則剩余固體中銅元素的質(zhì)量分數(shù)先變大后不變，說法正確。
故選B。
?問題五 氧化還原反應
【典例5】我國古代將爐甘石(主要成分為ZnCO3)和木炭粉混合后加熱到約800℃，有如下2個反應。下列說法不正確的是
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
A．X的化學式為CO2B．反應①中元素化合價均沒變
C．反應②中ZnO發(fā)生了還原反應D．反應②中碳具有氧化性
【答案】D
【詳解】A、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，原子的種類和數(shù)目不變。反應物中含C、Zn、O的個數(shù)分別是1、2、2，已知的生成物中含C、Zn、O的個數(shù)分別是0、2、0，故生成物X中還應含1個C、2個O，X的化學式為CO2，選項A正確；
B、反應①中鋅元素都顯+2價，碳元素都顯+4價，氧元素都顯-2價，化合價沒發(fā)生改變，選項B正確；
C、反應②中ZnO失去氧生成Zn，發(fā)生了還原反應，選項C正確；
D、反應②中碳得到氧生成二氧化碳，具有還原性，選項D不正確。
故選D。
【解題必備】
以木炭還原氧化銅（C + 2CuO 2Cu+CO2↑）為例：
CuO失去氧元素，被還原，發(fā)生還原反應，是氧化劑，具有氧化性；
C奪取氧元素，被氧化，發(fā)生氧化反應，是還原劑，具有還原性 。
【變式5-1】明代宋應星所著的《天工開物》曾記載了煉錫的方法，其化學方程式為：，發(fā)生還原反應的物質(zhì)是
A．CB．SnO2C．COD．Sn
【答案】B
【詳解】根據(jù)可知，SnO2在該過程中失去了氧，發(fā)生了還原反應。故選B。
【變式5-2】工業(yè)上用石英砂、焦炭為原料制粗硅的化學方程式為。下列有關說法錯誤的是
A．反應中SiO2失去氧，發(fā)生氧化反應B．反應前后，碳元素的化合價升高
C．在該反應里，焦炭具有還原性D．參加反應的SiO2與C的質(zhì)量比為5：2
【答案】A
【詳解】A、在該反應中，二氧化硅失去了氧，發(fā)生了還原反應，該選項說法錯誤；
B、C中碳元素的化合價為0，CO中氧元素化合價為-2價，根據(jù)“化合物中各元素化合價代數(shù)和為零”，則其中碳元素的化合價為+2價，則反應前后，碳元素的化合價升高，該選項說法正確；
C、在該反應中，焦炭奪取了二氧化硅中的氧，體現(xiàn)了焦炭的還原性，該選項說法正確；
D、由方程式可知，參加反應的SiO2與C的質(zhì)量比為（28+16×2）：（12×2）=5：2，該選項說法正確。
故選A。
1．在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實施中，代表中國智造的高鐵走在了前列，高鐵動車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是( )
A．穩(wěn)定性B．滑膩感C．還原性D．導電性
【答案】C
【解析】
石墨電刷利用了石墨的導電性，電刷在運動的過程中為了減少摩擦，利用到滑膩感，同時互相摩擦產(chǎn)生大量的熱量，要求石墨的化學性質(zhì)穩(wěn)定，故選C。
2．“碳家族”的成員很多。下列關于其成員說法正確的是
A．石墨不具有潤滑性B．C60單質(zhì)是由碳原子直接構成的
C．金剛石和石墨都能導電D．常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑
【答案】D
【詳解】A、石墨是自然界存在的最軟的礦物之一，有滑膩感，具有潤滑性，故A錯誤；
B、C60是由C60分子構成的，故B錯誤；
C、金剛石不具有導電性，故C錯誤；
D、常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，不易與其它物質(zhì)反應，故D正確。
故選D。
3．碳單質(zhì)在生活、生產(chǎn)、科學研究中扮演著重要的角色。如圖是一種碳單質(zhì)的結構，關于它的分析正確的是
A．它是石墨B．它由碳原子構成C．它的結構不穩(wěn)定D．它可用于超導領域
【答案】D
【詳解】A、如圖是一種足球狀的碳單質(zhì)，它是C60，分析錯誤；
B、C60是由C60分子構成的，分析錯誤；
C、C60結構穩(wěn)定，分析錯誤；
D、C60可用于超導領域，分析正確；
答案：D。
4．碳納米管是一種由碳原子構成的直徑為幾個納米的空心管，下列說法錯誤( )
A．碳納米管是一種新型的化合物
B．碳納米管常溫下性質(zhì)穩(wěn)定
C．碳納米管完全燃燒生成物是CO2
D．碳納米管材料管道多，表面積大吸附強
【答案】A
【解析】A、碳納米管是由碳元素組成的碳的單質(zhì),不是化合物，故說法錯誤；B、碳單質(zhì)在常溫型化學性質(zhì)穩(wěn)定，因此納米碳管在常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，故說法正確；C、碳納米管由碳元素組成，碳完全燃燒生成二氧化碳，說法正確；D、納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能力強，故說法正確；故選A。
5．關于碳的化學性質(zhì)不正確的是( )
A．溫度越高，碳的活動性越強
B．高溫時碳能與二氧化碳反應
C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應，而不充分燃燒時是吸熱反應
D．碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)
【答案】C
【解析】A、常溫下化學性質(zhì)不活潑，但溫度越高，碳的活動性越強，故選項說法正確。B、碳具有還原性，高溫時碳能與二氧化碳反應，故選項說法正確。C、碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應，不充分燃燒時也是放熱反應，故選項說法錯誤。D、常溫下化學性質(zhì)不活潑，碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)，故選項說法正確。故選C。
6．鐵制的菜刀在生產(chǎn)時要通過“粹火”處理來增加刀的硬度，具體操作是將紅熱的菜刀浸入水中急速冷卻。此時發(fā)生反應如下，該反應中屬于還原劑的是
A．FeB．H2OC．Fe3O4D．H2
【答案】A
【詳解】在反應中，得到氧生成為，是還原劑；失去氧生成氫氣，是氧化劑。
故選A。
【點睛】在化學反應中氧化劑和還原劑往往同時存在，初中一般利用“得氧”和“失氧”來判斷，得氧的物質(zhì)是還原劑，失氧的物質(zhì)是氧化劑。
7．如圖所示是碳與氧化銅反應的實驗裝置，下列說法錯誤的是（ ）
A．網(wǎng)罩的作用：集中火焰并提高溫度
B．理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量
C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性
D．反應結束后立即把a中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象
【答案】D
【解析】A、網(wǎng)罩可以使火焰集中，提高溫度，正確。B、理論上a中減少的質(zhì)量為反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，b中增加的質(zhì)量為吸收二氧化碳的質(zhì)量，理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量，正確。C、a中黑色粉末變紅，說明碳能奪走氧化銅中的氧，說明碳具有還原性，正確。D、反應結束后立即把a中的物質(zhì)銅倒出來，銅可能在較高溫度下與空氣中的氧氣發(fā)生反應生成氧化銅，所以不能反應結束后立即把a中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象，錯誤。故選D。
8．明代宋應星所著的《天工開物》中記載了用爐甘石（）與煤炭餅“火法煉鋅”的方法，其中一個反應的化學方程式為。下列說法不正確的是
A．反應前后碳元素的化合價升高B．該反應說明碳具有還原性
C．碳與氧化鋅的質(zhì)量比為6：81D．“火法煉鋅”過程中煤炭餅只能提供熱量
【答案】D
【詳解】A、碳單質(zhì)中碳元素化合價為0，二氧化碳中碳元素顯+4價，故反應前后碳元素的化合價升高，不符合題意；
B、該反應中，碳得到氧，屬于還原劑，說明碳具有還原性，不符合題意；
C、該反應中，碳與氧化鋅的質(zhì)量比為：，不符合題意；
D、煤炭燃燒生成二氧化碳，放出大量的熱，且二氧化碳能與碳在高溫下反應生成一氧化碳，故“火法煉鋅”過程中煤炭餅的作用是：提供熱量，提供還原劑一氧化碳，符合題意。
故選D。
9．物質(zhì)的結構與性質(zhì)、用途有密切關聯(lián)，根據(jù)下圖回答問題：
(1)圖A表示的物質(zhì)是由 (填“分子”或“原子”)構成。
(2)圖B表示的物質(zhì)可作鉛筆芯的原因 ，圖C表示的物質(zhì)硬度大，可用作 。
(3)圖B、C所表示的兩種物質(zhì)的物理性質(zhì)不同的原因是 。
(4)圖D中向盛有紅棕色NO2氣體的燒瓶中投入若干塊木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到紅棕色變淺。從微觀結構上分析，木炭具有 的結構，具有吸附性。
(5)在書寫檔案時規(guī)定必須使用碳素墨水，原因是 ，使檔案能長久保存。
【答案】(1)分子
(2) 石墨質(zhì)軟 玻璃刀的刀頭（合理即可）
(3)碳原子的排列方式不同
(4)疏松多孔
(5)常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑
【詳解】（1）圖A表示的物質(zhì)是C60，是由C60分子構成的；
（2）圖B、C所表示的兩種物質(zhì)分別為石墨、金剛石；石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰黑色痕跡，所以石墨可制鉛筆芯；金剛石是天然存在的硬度最大的物質(zhì)，所以金剛石可作玻璃刀的刀頭；
（3）圖B、C所表示的兩種物質(zhì)分別為石墨、金剛石；石墨和金剛石都是由碳原子構成的，但碳原子的排列方式不同，因此兩種物質(zhì)的物理性質(zhì)不同；
（4）從微觀結構上分析，木炭具有疏松多孔的結構，具有吸附性；
（5）碳素墨水的主要成分是碳，在書寫檔案時規(guī)定必須使用碳素墨水，原因是常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，使檔案能長久保存。
10．在豐富多彩的物質(zhì)世界里，碳及其化合物占有重要地位。
(1)金剛石和石墨均是碳元素組成的單質(zhì)，但兩者物理性質(zhì)差異較大，其原因是構成它們的 不同。
(2)活性炭有較強的吸附能力，是因為活性炭具有 的結構。
(3)在書寫具有保存價值的圖書檔案時，規(guī)定使用碳素墨水，其原因是 。
(4)某有機化合物R在氧氣中充分燃燒的化學方程式是2R+5O24CO2+2H2O，則R的化學式為 。
【答案】(1)碳原子的排列方式
(2)疏松多孔
(3)常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑
(4)C2H2
【詳解】（1）金剛石和石墨均是碳元素組成的單質(zhì)，但兩者物理性質(zhì)差異較大，其原因是構成它們的碳原子的排列方式不同；
（2）活性炭有較強的吸附能力，是因為活性炭具有疏松多孔的結構；
（3）在書寫具有保存價值的圖書檔案時，應使用碳素墨水筆，是因為碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常溫下化學性質(zhì)不活潑；
（4）由質(zhì)量守恒定律：反應前后，原子種類、數(shù)目均不變，反應前有10個氧原子，反應后有10個氧原子、4個碳原子、4個氫原子，則2R分子中含有4個碳原子和4個氫原子，則每個R分子由2個碳原子和2個氫原子構成，則物質(zhì)X的化學式為C2H2。
11．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史?；瘜W興趣小組按照課本實驗方法(如圖甲)，做木炭與氧化銅反應實驗時，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，他們決定對這個實驗進行探究和改進。
(1)木炭與氧化銅反應的化學方程式是 。
(2)使用甲裝置進行實驗，在實驗結束時先將導管從石灰水中移出再熄滅酒精燈的目的是 。
(3)甲圖中酒精燈外加網(wǎng)罩的作用是 。
(4)檢查了乙裝置的氣密性后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時， (填“可以”或“不能”)確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應。
(5)待反應結束，先將導氣管從石灰水中取出，然后關閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻。若不關閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是 。待產(chǎn)物冷卻后，同學們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠，實驗獲得了圓滿成功。
【答案】(1)
(2)防止澄清石灰水倒流，引起熱的試管炸裂
(3)集中火焰，提高溫度
(4)不能
(5)空氣進入試管，高溫的銅會被氧化
【詳解】（1）木炭和氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，反應的化學方程式為：。
（2）加熱固體時，停止加熱時，為了防止澄清石灰水倒流，應先將導管移出水面，再熄滅酒精燈。
（3）在酒精燈火焰上方罩網(wǎng)罩，可集中酒精燈火焰，提高溫度。
（4）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，由于碳燃燒生成二氧化碳，則石灰水變渾濁時，不能確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應。
（5）由于高溫的銅與空氣接觸會生成氧化銅，則關閉彈簧夾，可防止進入空氣，使生成的銅重新被氧化。
12．為探究木炭還原氧化銅的最佳條件，用木炭粉和氧化銅進行一系列實驗。
【查閱資料】
①木炭還原氧化銅得到銅中可能含有少量的氧化亞銅；
②氧化亞銅為紅色固體，能與稀硫酸發(fā)生反應：；
③銅不能和稀硫酸發(fā)生化學反應。
【進行實驗】取一定量的混合物，用如圖所示的裝置進行多次實驗，獲得如下實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象

【解釋與結論】
(1)實驗裝置中，酒精燈加金屬網(wǎng)罩的作用是 。
(2)表格中的實驗現(xiàn)象是 ；本實驗反應的化學方程式是 。
(3)由上述實驗可以得到的結論是：木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比為 時，條件最佳。
(4)為了檢驗生成的紅色固體中是否含有Cu2O，所需試劑是 。
(5)實驗結束后，應當先 ，再 ，防止發(fā)生倒吸炸裂試管。
(6)下列有關該實驗的說法不正確的是 。
a.反應開始的標志是試管b中氣泡產(chǎn)生
b.這個反應不屬于化合反應
c.銅元素是地殼中含量最高的金屬元素
【答案】(1)集中火焰，提高溫度
(2) 有紅色固體生成
(3)1：12
(4)稀硫酸
(5) 移開導管 再熄滅酒精燈
(6)ac
【詳解】（1）金屬網(wǎng)罩的作用是為了使酒精燈集中火焰，并且提高火焰的溫度，故填：集中火焰，提高溫度；
（2）黑色的氧化銅被木炭還原成銅單質(zhì)，同時生成二氧化碳，所以反應的實驗現(xiàn)象是：黑色的氧化銅變紅，澄清的石灰水變渾濁；反應的方程式為：；
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，碳與氧化銅的質(zhì)量比為1：12時，條件最佳，因為此時無黑色物質(zhì)，故填：1：12；
（4）根據(jù)題干信息可知，氧化亞銅可以與稀硫酸反應生成硫酸銅，硫酸銅溶液顯藍色，而銅不能與稀硫酸反應，故檢驗氧化亞銅可以用稀硫酸，故填：稀硫酸；
（5）實驗結束后，若先移走酒精燈，試管內(nèi)溫度下降，壓強變小，會在外界大氣壓的作用下澄清的石灰水會倒流入試管中炸裂試管，所以應當先將導管移出液面，再熄滅酒精燈，防止發(fā)生倒吸炸裂試管，故填：將導管移出液面；熄滅酒精燈；
（6）a、剛開始加熱時試管內(nèi)氣體膨脹會逸出，b中有氣泡產(chǎn)生，并不能說明反應開始，故該選項說法不正確；
b、高溫下，碳與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，不符合“多變一”特征，是單質(zhì)和化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，所以該反應不屬于化合反應，屬于置換反應，故該選項說法正確；
c、地殼中元素的含量最多的是氧元素，最多的金屬元素的鋁元素，故該選項說法錯誤；
故選擇ac。
1．金剛石、石墨、C60都由碳元素組成，下列有關這三種物質(zhì)的敘述，正確的是
A．物理性質(zhì)相同B．碳原子的排列方式不同
C．在氧氣中充分燃燒的產(chǎn)物不同D．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化
【答案】B
【詳解】A.因為這三種物質(zhì)的碳原子的排列方式不同，它們的物理性質(zhì)差異大，故選項說法錯誤；
B.因為它們是不同的物質(zhì)，碳原子的排列方式不相同，故選項說法正確；
C.它們充分燃燒都生成二氧化碳，故選項說法錯誤；
D.石墨轉(zhuǎn)化金剛石過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，故選項說法錯誤；
故選：B。
2．2024年4月17日，全球首顆用牡丹制成的鉆石亮相洛陽中國國花園。這顆“牡丹鉆石”是通過把牡丹花中的碳元素提取出來制作而成。下列說法錯誤的是
A．提取過程中碳元素的質(zhì)量不變B．制成的鉆石中碳原子之間有間隔
C．制成的鉆石中碳原子不運動D．常溫下鉆石的化學性質(zhì)很穩(wěn)定
【答案】C
【詳解】A、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，元素的種類和質(zhì)量不變，所以提取過程中碳元素的質(zhì)量不變，A正確；
B、微粒之間有間隔，所以制成的鉆石中碳原子之間有間隔，B正確；
C、世界上所有物質(zhì)都在不斷運動，所以制成的鉆石中碳原子在不斷運動，C錯誤；
D、常溫下碳單質(zhì)的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，鉆石是碳單質(zhì)，所以常溫下鉆石的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，D正確。
故選：C。
3．氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結構與金剛石相似。下列說法錯誤的是（ ）
A．氮化硼由分子構成B．氮化硼的硬度很大
C．氮化硼屬于化合物D．氮化硼可用于切割玻璃
【答案】A
【解析】A、由圖示可知氮化硼由氮原子和硼原子構成，錯誤；B、氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結構與金剛石相似，氮化硼的硬度很大，正確；C、氮化硼是由兩種元素組成的純凈物，屬于化合物，正確；D、氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正確；故選A。
4．科學家發(fā)現(xiàn)由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列敘述錯誤的是 ( )
A．由C60制取M的過程中發(fā)生了化學變化
B．化合物M中含有碳元素
C．C60中的碳原子比石墨中的大
D．C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應是化合反應
【答案】C
【解析】A、由C60制取化合物M的過程有新物質(zhì)M生成，發(fā)生了化學變化，敘述正確；B、由質(zhì)量守恒定律可知，用C60制取化合物M中一定含有碳元素，敘述正確；C、C60中的碳原子和石墨中的的碳原子屬于同種原子，體積與質(zhì)量一樣大，敘述錯誤；D、C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應中，反應物是兩種，生成物是一種，屬于化合反應，敘述正確。故選C。
5．碳的單質(zhì)除了金剛石、石墨和C60外，科學家們還合成了C90、C240、C540等系列物質(zhì)，據(jù)此可作出的推測是（ ）
①同一種元素可以形成多種單質(zhì)；
②單質(zhì)可能存在復雜的分子結構；
③單質(zhì)的研究具有廣闊的前景；
④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。
只有①②B．只有②③
C．只有③④D．①②③④
【答案】D
【解析】①通過題干可知，碳元素能形成多種單質(zhì)，所以同一種元素可以形成多種單質(zhì)。正確。②C60等單質(zhì)有比較復雜的分子結構，所以單質(zhì)可能存在復雜的分子結構。正確。③不同的單質(zhì)有不同的性質(zhì)，可以有不同的用途，所以單質(zhì)的研究具有廣闊的前景。正確。④因為組成元素相同，所以同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。如將石墨可以轉(zhuǎn)化為金剛石。正確。故選D。
6．實驗室利用下圖裝置進行碳還原氧化銅的實驗。下列說法不正確的是

A．裝置①中固體變成紅色，說明有單質(zhì)銅生成
B．裝置②用于收集CO2
C．裝置③中出現(xiàn)氣泡，不能說明裝置①中反應已開始
D．若m（碳）：m（氧化銅） >3：40，反應過程中還會產(chǎn)生一氧化碳，需進行尾氣處理
【答案】B
【詳解】A、碳還原氧化銅生成銅和二氧化碳，單質(zhì)銅是紅色的，A正確，不符合題意；
B、裝置①為加熱裝置，應保持干燥，裝置③中是溶液，為了避免不當操作導致裝置③中的溶液倒吸入裝置①使試管炸裂，故在裝置①和裝置③中間連接裝置②，所以裝置②的作用是防止倒吸，B錯誤，符合題意；
C、開始加熱時，裝置中的氣體受熱膨脹溢出，在裝置③也會出現(xiàn)氣泡，所以裝置③中出現(xiàn)氣泡，不能說明裝置①中反應已開始，C正確，不符合題意；
D、根據(jù)碳與氧化銅反應的質(zhì)量關系可知m（碳）：m（氧化銅） =3：40時，二者恰好完全反應，若m（碳）：m（氧化銅） >3：40，即碳過量，則過量的碳會與生成的二氧化碳反應生成CO，D正確，不符合題意；
故選B。
7．興趣小組同學將80g氧化銅和8.4g的炭粉在隔絕空氣的密閉裝置中持續(xù)加強熱，通過傳感器測得裝置內(nèi)CO2的質(zhì)量變化如圖所示。下列說法正確的是

A．a(chǎn)點炭粉一定完全反應
B．時，裝置中氣體只有CO2
C．時，裝置中木炭的質(zhì)量為2.4g
D．裝置中CO2的質(zhì)量減少的原因是高溫下炭粉與二氧化碳反應
【答案】D
【分析】高溫條件下，氧化銅和碳反應生成銅和二氧化碳，碳與二氧化碳反應生成一氧化碳。設至少需要木炭的質(zhì)量為x，生成二氧化碳的質(zhì)量為y，
x=6g
y=2.2g，
設2.2g二氧化碳消耗炭粉的質(zhì)量為z，
z=0.6g，
所以反應結束后剩余炭粉的質(zhì)量=8.4g-6g-0.6g=1.8g，二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為一氧化碳。
【詳解】A、由分析可知，a點炭粉剩余的質(zhì)量=8.4g-6g=2.4g，故說法錯誤；
B、由分析可知，時，裝置中氣體只有一氧化碳，故說法錯誤；
C、由分析可知，時，裝置中木炭的質(zhì)量為1.8g，故說法錯誤；
D、由分析可知，裝置中CO2的質(zhì)量減少的原因是高溫下炭粉與二氧化碳反應生成一氧化碳，故說法正確。
故選D。
8．將一定質(zhì)量的氧化銅粉末與1.5g碳單質(zhì)的超細粉末裝入試管后混合均勻，并在高溫的條件下充分反應，實驗過程中試管內(nèi)固體質(zhì)量的變化情況如下圖所示，下列說法中正確的是(提示：碳單質(zhì)只與氧化銅反應)
A．a(chǎn)的數(shù)值為17.2B．參加反應的氧化銅的質(zhì)量為20g
C．13.1g剩余固體中含有12.8g銅D．此過程中，碳單質(zhì)發(fā)生了還原反應
【答案】C
【分析】由可得：ag-13.1g為生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)題意可得有以下兩種情況：
①當碳完全反應時，則（ag-13.1g）××100%=1.5g，a=18.6g，原混合固體中氧化銅的質(zhì)量=18.6g-1.5g=17.1g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得參加反應的氧化銅的質(zhì)量=（17.1g-13.1g）×100%=20g大于17.1g，故碳不能完全反應，此種情況不符合實際；
②當碳剩余時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得（ag-13.1g）××100%=（ag-1.5g）××100%，解得a=17.5g，原混合固體中氧化銅的質(zhì)量=17.5g-1.5g=16g，生成銅的質(zhì)量=16g××100%=12.8g。
【詳解】A、由分析可知，a=17.5，故選項說法錯誤；
B、由分析可知，當參加反應的氧化銅的質(zhì)量為20g時，不符合實際情況，故選項說法錯誤；
C、由分析可知，生成銅的質(zhì)量為12.8g，故選項說法正確；
D、根據(jù)可知，在此反應中，碳奪取了氧化銅中的氧，被氧化，發(fā)生了氧化反應，體現(xiàn)出還原性，故選項說法錯誤；
故選C。
9．碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。
根據(jù)所學知識回答：
(1)圖①為碳原子的結構示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為_______________，常溫下碳的化學性質(zhì)_______________，(填“活潑”或“不活潑”)。
(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是_____________________。
(3)寫出石墨充分燃燒的化學方程式___________________________。
【答案】4 不活潑 碳原子的排列方式不同 C+O2CO2
【解析】(1)①為碳原子的結構示意圖，離圓圈最遠的弧線表示最外層，則其碳原子最外層電子數(shù)為4；既不容易得到電子，也不容易失去電子，則常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是碳原子的排列方式不同。(3)石墨充分燃燒生成二氧化碳氣體，反應的化學方程式為。
10．閱讀下面科普短文。
納米海綿是一種新型環(huán)保清潔產(chǎn)品，具有網(wǎng)狀多孔的結構，清潔過程中可以吸附物體表面的污漬。
納米海綿不僅可有效清潔茶垢、油垢等，還是很好的吸油材料。經(jīng)過改良的納米海綿具有良好的吸油能力、循環(huán)利用性以及環(huán)境友好等特性，可用于解決海上石油泄漏造成的污染?？茖W家測定了納米海綿對不同油品的吸收能力(吸油質(zhì)量比越高，其吸油能力越強)，結果如圖1。吸油能力的差異性取決于油品自身的密度。油品密度越大，納米海綿的吸油能力越強。
納米海綿還具有良好的循環(huán)利用性。通過擠壓，可將納米海綿吸附的油品擠出，經(jīng)洗滌干燥后再次使用。圖2為兩種吸油材料對泵油的循環(huán)吸收測試結果。
隨著科學技術的發(fā)展，納米海綿的性能會不斷提升，更好的服務于生活、生產(chǎn)。
依據(jù)文章內(nèi)容回答下列問題。
(1)納米海綿可以吸附物體表面污漬的原因是 。
(2)環(huán)己烷(C6H12)中，碳元素和氫元素的質(zhì)量比為 。
(3)納米海綿對柴油的吸收能力比對黑芝麻油的強，其原因是 。
(4)判斷下列說法是否正確(填“對”或“錯”)。
①納米海綿可用于清潔茶杯、油煙機等。
②納米海綿對環(huán)己烷吸收能力最強。
(5)由圖2得到的實驗結論：在其他條件相同時， ，隨循環(huán)使用次數(shù)的增加，納米海綿吸油能力變化不明顯，細菌纖維素的吸油能力變差。
【答案】(1)具有網(wǎng)狀多孔的結構
(2)6：1
(3)柴油的密度比黑芝麻油大
(4) 對 錯
(5)循環(huán)使用次數(shù)1～8之間
【詳解】（1）納米海綿具有網(wǎng)狀多孔的結構，清潔過程中可以吸附物體表面的污漬，故填具有網(wǎng)狀多孔的結構。
（2）元素質(zhì)量比等于相對分子質(zhì)量乘以個數(shù)的比，即。
（3）油品密度越大，納米海綿的吸油能力越強。納米海綿對柴油的吸收能力比對黑芝麻油的強，說明柴油的密度比黑芝麻油大，故填柴油的密度比黑芝麻油大。
（4）①納米海綿不僅可有效清潔茶垢、油垢等，還是很好的吸油材料。故納米海綿可用于清潔茶杯、油煙機等，說法正確，故填對；
②油品密度越大，納米海綿的吸油能力越強。故納米海綿對四氯化碳吸收能力最強，說法錯誤，故填錯；
（5）由圖2兩種吸油材料對泵油的循環(huán)吸收測試結果，可知在其他條件相同，循環(huán)使用次數(shù)1~8之間時，隨循環(huán)使用次數(shù)的增加，納米海綿吸油能力變化不明顯，細菌纖維素的吸油能力變差，故填循環(huán)使用次數(shù)1～8之間。
11．中國“芯”彰顯中國“智”造。芯片的基體材料是高純硅?如圖是工業(yè)上以石英砂（主要成分是SiO2）為主要原料制取純硅的一種工藝流程，請回答下列問題：

（1）SiO2中Si元素的化合價為 ?
（2）流程①中發(fā)生反應的化學方程式為，該反應中焦炭表現(xiàn)出 （選填“還原”或“氧化”）性?
（3）流程②中發(fā)生反應的基本類型是 ，寫出流程③的化學方程式： ，該反應要在無氧氣的環(huán)境中進行，原因是 （答出一種即可）?
【答案】 +4價 還原 化合反應 2H2+SiCl4Si+4HCl 防止氫氣中混有氧氣在高溫條件下發(fā)生爆炸（或防止生成的硅被氧化）
【詳解】（1）SiO2中氧元素的化合價為-2價，設Si元素的化合價為x，根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為零，則x+(-2)×2=0，得x=+4價，故填：+4價；
（2）由化學方程式可知，焦炭將SiO2還原成Si，所以焦炭在此反應中表現(xiàn)出還原性，故填：還原；
（3）流程②中發(fā)生的反應為Si + Cl2→SiCl4，該反應是由兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應；流程③中H2和SiCl4在高溫條件下，生成Si和HCl，反應的化學方程式為：2H2+SiCl4Si+4HCl；該反應要在無氧氣的環(huán)境中進行，原因是防止氫氣中混有氧氣在高溫條件下發(fā)生爆炸（或防止生成的硅被氧化），故填：化合反應；2H2+SiCl4Si+4HCl；防止氫氣中混有氧氣在高溫條件下發(fā)生爆炸（或防止生成的硅被氧化）。
12．在學習了“碳的化學性質(zhì)”后，化學興趣小組的同學在老師的指導下打算進行“木炭還原氧化銅”的實驗。裝置如圖所示，請回答下列問題：
(1)此實驗在酒精燈火焰上罩網(wǎng)罩的目的是： ，左側試管中的現(xiàn)象是 ；
(2)加熱一段時間后停止加熱，并將裝置冷卻至室溫后，將試管內(nèi)固體取出，同學們對固體的成分產(chǎn)生了濃厚的興趣
【提出問題】試管內(nèi)固體成分是什么？
【猜想與假設】
甲同學的猜想：銅和氧化銅
乙同學的猜想：氧化銅和碳
丙同學的猜想：銅、碳和氧化銅
丁同學的猜想：銅
你的猜想： ；
【收集證據(jù)】同學們一致認為，乙同學的猜想錯誤，原因是（用化學方程式表示） ，在老師的幫助下，同學們最終得出了丙同學的猜想正確的結論，并繼續(xù)對固體加熱完成了此實驗。下圖是甲同學根據(jù)整個反應進程繪制的生成銅的質(zhì)量（m）與加熱時間（t）的關系圖像。你認為同學們在實驗過程中第一次對固體停止加熱的時間點是 （填“”、“”、“”或“”）
【討論交流】
①木炭還原氧化銅實驗停止加熱時要注意，為了防止試管炸裂，正確的操作是 （填字母）。
A．先熄滅酒精燈，再撤出導氣管
B．先撤出導氣管，再熄滅酒精燈
②此實驗中體現(xiàn)的碳的化學性質(zhì)可用于 （填一種用途）。
【答案】(1) 使火焰集中并提高溫度 黑色固體中出現(xiàn)紫紅色固體
(2) 銅、碳（或Cu、C） B 冶金工業(yè)
【詳解】（1）在酒精燈火焰上罩網(wǎng)罩的目的是集中火焰，減少空氣的流動，提高溫度；左側試管中氧化銅和碳都是黑色的粉末，反應生成的銅是紅色的，所以現(xiàn)象是黑色固體中有紅色固體產(chǎn)生。
（2）[猜想與假設]加熱一段時間后停止加熱，氧化銅和碳發(fā)生反應生成銅和二氧化碳，則反應進程考慮四種情況：①氧化銅和碳恰好完全反應，則固體只有銅；②碳粉過量，則固體是銅和碳；③氧化銅過量，則固體是銅和氧化銅；④加熱一段時間，部分反應物反應生成了銅，反應時間不足，停止加熱，不再反應，同時剩余氧化銅和碳，則固體為銅、碳和氧化銅混合物；
[收集證據(jù)]乙同學的猜想：氧化銅和碳，是不對的，因為氧化銅和碳高溫發(fā)生反應生成銅和二氧化碳，用化學方程式表示為C+2CuO2Cu+CO2↑，反應已經(jīng)進行一定時間，反應發(fā)生會產(chǎn)生銅，猜想中必須有銅；第一次對固體停止加熱的時間點是t2，由于碳和氧化銅發(fā)生了反應，則一定有銅生成，則不可能是t1， 由于固體成分是碳、銅和氧化銅，說明再一次反應時仍然有銅生成，則選t2；
①木炭還原氧化銅實驗停止加熱時要注意，為了防止試管炸裂，應先撤出導氣管，再熄滅酒精燈，防止溶液倒流到試管，故選B；
②此實驗中體現(xiàn)的碳的化學性質(zhì)——還原性，則可用于冶金工業(yè)。
13．為測定 10g 氧化銅樣品（含少量銅）中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)，在高溫的條件下加入足量木炭粉使其完全反應，固體總質(zhì)量隨時間的變化如圖所示：
(1)完全反應后，產(chǎn)生二氧化碳的總質(zhì)量是 ；
(2)試計算氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）。
【答案】(1)2.2g
(2)解：設氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量為x。
氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)為
答：氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)為80%。
【詳解】（1）根據(jù)圖像可知，固體質(zhì)量減少量為生成的二氧化碳的質(zhì)量， ，故完全反應后，產(chǎn)生二氧化碳的總質(zhì)量為2.2g，故填：2.2g。
（2）見答案。
了解金剛石、石墨的物理性質(zhì)和主要用途，知道它們物理性質(zhì)存在明顯差異的原因。
掌握單質(zhì)碳的化學性質(zhì)，熟悉碳與氧氣、某些氧化物的反應。
熟悉木炭還原氧化銅的實驗，了解還原反應。
重點:
金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途；碳與氧氣和氧化銅的反應。
難點:
碳與某些氧化物的反應；還原反應。
碳單質(zhì)
金剛石
石墨
C60
化學式
C
C
C60
構成微粒
由碳原子構成
由碳原子構成
由C60分子構成
結構
物理性質(zhì)
無色透明的的固體。天然存在的最硬的物質(zhì)。
特殊條件下制備的金剛石薄膜透光性好、硬度大；導熱性好。
灰黑色的有金屬光澤的固體；很軟，有滑膩感；熔點高，有良好的導電性。
有特殊的物理性質(zhì)
用途
制裝飾品(鉆石)；制鉆頭、切割大理石、裁玻璃；
金剛石薄膜用作光學窗口和透鏡的涂層；用于集成電路基板散熱。
作電極或電刷、制鉛筆芯、做坩堝，作機械高溫潤滑劑
用于超導、催化、
材料科學等領域
物理性質(zhì)不同的原因
金剛石、石墨和C60都是碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)有明顯差異的原因：
原子的排列方式不同
反應物
氧氣充足，碳完全燃燒
氧氣不足，碳不完全燃燒
化學方程式
C + O2 點燃 CO2
2C + O2 點燃 2CO
質(zhì)量比
碳與氧氣的質(zhì)量比為 3 ：8
碳與氧氣的質(zhì)量比為 3 ：4
結論
反應物相同時，若反應物的用量不同，則生成物不同
反應后物質(zhì)
成分分析
碳與氧氣的質(zhì)量比< 3/8，反應后物質(zhì)是CO2和O2
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/8，反應后物質(zhì)是CO2
碳與氧氣的質(zhì)量比介于3/8和3/4時，反應后物質(zhì)是CO2和CO
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/4，反應后物質(zhì)是CO
碳與氧氣的質(zhì)量比> 3/8，反應后物質(zhì)是CO和C
應用
（1）作燃料
（2）證明某物質(zhì)含有碳元素（證明燃燒有二氧化碳生成）：點燃該物質(zhì)，火焰上方罩內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯，若渾濁，則有二氧化碳生成，從而證明該物質(zhì)含有碳元素。
實驗現(xiàn)象
= 1 \* GB3 ①黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；
= 2 \* GB3 ②澄清石灰水變渾濁。
化學方程式
C + 2CuO 2Cu+CO2↑
實驗結論
生成了紅色的銅和二氧化碳；
C是還原劑，具有還原性。CuO在反應中失去氧元素，發(fā)生還原反應。
實驗注意點
（1）木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因： 防止木炭與水蒸氣反應生成的氫氣和一氧化碳與氧化銅反應。
（2）火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。
（3）實驗結束后，先撤出導氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。
（4）待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。
（5）木炭配比比理論值稍微多一點，因為木炭會和試管中的氧氣反應，
應用
（1）冶煉金屬（煉鐵）：2Fe2O3+3C高溫4Fe+3CO2↑
（2）與二氧化碳反應：C+CO2高溫2CO（吸熱反應）
（燒得很旺的煤爐，添加大量的新煤后，爐火溫度降低）
甲
乙
碳和氧化銅的質(zhì)量比
1:9
1:10
1:11
1:12
1:13
實驗現(xiàn)象
混有少量黑色物質(zhì)
混有很少量黑色物質(zhì)
混有極少量黑色物質(zhì)
無黑色物質(zhì)
混有較多黑色物質(zhì)
________填寫在（2）處，澄清石灰水變渾濁

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