课题一 《金刚石、石墨和C60》 同步测试
一、单选题
1.下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是（ ）
①干电池里的碳棒是石墨制成的
②电冰箱的除味剂是活性炭
③防毒面具用焦炭吸收有毒气体
④制糖工业用炭黑来吸附有色物质
⑤金刚石不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层．
A. ①②③ B. ②③④
C. ③④ D. ④⑤
2.王羲之是我国宋朝的书法家，他的墨宝保存至今，极其珍贵。你认为他的书法能保存完好是因为（ ）
A. 因为王羲之的书法苍劲有力，不易褪色
B. 因为现代科学技术发达，能够把古代书法还原本色
C. 因为墨的主要成分是碳，在常温下化学性质稳定
D. 因为书法所用的纸质地优良，经久耐用
3.商店出售的黑底橡胶运动装，其鞋底具有良好的耐磨性能．这是因为在橡胶中加入了一种耐磨的填料，这种填料是（ ）
A. 石墨粉 B. 活性炭
C. 木炭粉 D. 炭黑
4.因天然金刚石资源稀少，难以满足需求。人们就根据金刚石的组成和结构设法制造金刚石，以石墨为原料在高温高压和催化剂的条件下合成，下列说法正确的是（ ）
A. 石墨合成金刚石是物理变化
B. 石墨与金刚石具有相似的化学性质
C. 石墨和金刚石是由同种元素组成的化合物
D. 因为石墨能导电，所以合成的金刚石也能导电
5.下列对一些事实的解释错误的是（ ）
事 实 解 释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能做干电池的电极 石墨能够导电
C 焦炭可以用来冶炼金属铜 焦炭具有氧化性
D 金刚石、石墨的化学性质相似但物理性质差异很大 它们都是由碳元素组成的单质,但它们的原子排列不同
A. A B. B C. C D. D
6.科学家在制备碳纳米管时得到了一种由碳原子构成的副产品，该副产品外观类似泡沫、质地轻盈，被称为碳纳米泡沫，它的发现极大地推动了碳素材料的研究。下列说法错误的是（ ）
A. 碳纳米泡沫和碳纳米管属于同种物质
B. 碳纳米泡沫是一种单质
C. 碳纳米泡沫在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳
D. 碳纳米泡沫在一定条件下可以还原氧化铜
7.如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法错误的是（ ）
A. 原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变
B. 相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同
C. 相同元素组成的不同物质，化学性质相同
D. 在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60
8.现年23岁的曹原于2018年登上《自然》年度科学人物榜首。曹原通过1.1度的魔鬼旋转(如图所示)，使石墨烯的两层碳片形成一个特殊的夹角，从而实现常温超导。下列关于这种石墨烯超导体的说法正确的是:( )
A. 其和石墨结构完全相同
B. 旋转后碳原子之间没有任何间隔
C. 其中的电子可以自由移动
D. 将其充分燃烧生成物是CO
9.碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时将导管从石灰水中取出后停止加热，冷却至室温。相关分析正确的是( )
A. 装置II中出现气泡，说明I中反应已开始
B. 反应中，装置I减少的质量是氧元素的质量
C. 冷却后，若装置I中有黑色固体，说明碳有剩余
D. 冷却后，装置I减少的质量小于生成气体的质量
10.图中表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量y随加热时间的变化趋势，其中纵坐标y表示（ ）
A. 固体的质量 B. 固体中氧化铜的质量
C. 二氧化碳的质量 D. 固体中铜元素的质量分数
二、综合题
11.请用相关内容的序号填空：
A．冰箱去味剂B．切割玻璃C．干电池电极D．做燃料 E．冶炼金属 F．制油墨
（1）金刚石硬度大可用来________；
（2）石墨的导电性能好可用来________；
（3）活性炭的吸附能力强可用来作________；
（4）单质碳具有还原性可用来________；
（5）常温下碳的化学性质不活泼可用来________；
（6）碳燃烧时放出大量的热可用来________。
12.回答下列与含碳物质有关的问题．
（1）利用木炭和活性炭具有________ 性，可以除去水中的异味
（2）石墨和金刚石的物理性质不同是因为________
（3）一氧化碳和二氧化碳化学性质有很大差异，原因是________
（4）炼铁时高炉内发生如下反应：3CO+Fe2O32Fe+3CO2， 其中 ________ 发生氧化反应．
13.下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图：
（1）代表石墨的是________（填序号）。
（2）图③表示的物质由________（填“分子”、“原子”或“离子”）构成。
（3）在一定条件下，工业上可以实现石墨转化为金刚石，该变化属于________（填“物理”或“化学”）变化。
（4）在常温下，单质碳的化学性质稳定，下列应用没有利用其稳定性的是________（填字母）。
A 档案材料一般用碳素墨水书写
B 木质电线杆埋入地下部分用火烧焦
C 钻石永恒，情谊永久
D 炭黑用作工业炼铁的原料之一
（5）单质硅的结构和金刚石相似，下列关于单质硅说法正确的是________（填字母）。
A 质软
B 由原子构成
C 网状结构
三、实验探究题
14.用木炭还原氧化铜的实验如下图
（1）酒精灯加灯罩的目的________。
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是________。
（3）继续加热，观察到试管①中现象________， ②中现象________，请你写出试管①中的化学方程式：________，在这个反应中________发生还原反应。
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的原因是________。
15.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，取木炭粉和氧化铜的干燥混合物1-2.5g用如图所示装置进行实验。
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式为________。实验过程中A装置中试管内产生的现象是________。
（2）酒精灯火焰加金属网罩的目的是________。
（3）（查阅资料）①氧化铜(CuO)为黑色固体。②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu
（进行试验）取一定量的混合物，用上图所示装置进行实验。
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
1 1：9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2 1：10 混有很少量黑色物质
3 1：11 混有极少量黑色物质
4 1：12 无黑色物质
5 1：13 混有较多黑色物质
（结论与解释）由上述实验可以得到的结论是________，条件最佳。
（4）（反思与评价）
为了检验生成的红色固体中是否含有Cu2O，所需试剂是________。
（5）该装置与教材中的装置相比略作改进，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止________。
四、计算题
16.用化学方程式计算:实验室用碳还原氧化铜，充分反应后将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水增重了8.8g，求:生成铜的质量是多少g
课题一 《碳的单质》 同步测试
答案解析
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】①干电池里的碳棒是石墨制成的，①不符合题意；
②电冰箱的除味剂是活性炭，②不符合题意；
③防毒面具用活性炭吸附有毒气体，不是用焦炭，③符合题意；
④制糖工业用活性炭来吸附有色物质，不是用炭黑，④符合题意；
⑤金刚石的硬度很大，不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层，⑤不符合题意。
故答案为：C。
【分析】①根据石墨能够导电分析
②根据活性炭具有吸附性分析
③ 根据防毒面具中是活性炭分析
④ 根据活性炭具有吸附性分析
⑤ 根据金刚石是纯天然最硬的物质分析
2.【答案】 C
【解析】王羲之的墨宝至今保存完好，是因为墨的主要成分是碳，常温下，碳的化学性质比较稳定，与书法苍劲有力、用的纸质地优良无关，也不是现代科技还原的。
故答案为：C。
【分析】根据碳的化学性质在常温下很稳定分析
3.【答案】 D
【解析】炭黑是非常细的黑色粉末，把炭黑加到橡胶里，能增强橡胶制品的耐磨性和抗撕裂的性能，延长了它的使用寿命，所以，炭黑成了橡胶的补强剂．另外，由于炭黑比生胶便宜，又占有相当大的体积，使用炭黑可以降低制品的用胶量，又不影响其使用性能，故炭黑又起了橡胶充剂的作用．而对一些黑色制品来说，炭黑又是一种着色剂．所以，橡胶里加进炭黑，是一举三得的事．
故答案为：D。
【分析】根据题中给出的几种碳单质的性质分析
4.【答案】 B
【解析】A、石墨与金刚石是两种不同的单质，故石墨合成金刚石发生的是化学变化，故不符合题意；
B、石墨与金刚石都是由碳元素组成的单质，具有相似的化学性质，故符合题意；
C、石墨与金刚石都是由碳元素组成的单质，故不符合题意；
D、石墨和金刚石中的碳原子排列方式不同，它们的物理性质差别很大，石墨能导电，但金刚石不能导电，故错；
故答案为：B。
【分析】A、根据石墨与金刚石是两种不同的单质分析；
B、根据石墨与金刚石都是碳元素组成，化学性质相似分析；
C、根据石墨与金刚石是两种不同的单质分析；
D、根据金刚石不导电分析。
5.【答案】 C
【解析】A、碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不符合题意；
B、石墨能够做电池的电极材料，是因为石墨具有原理的导电性，不符合题意；
C、焦炭可以把铜从它的氧化物矿石里还原出来，是因为焦炭具有还原性，符合题意；
D、金刚石、石墨的化学性质相似但物理性质差异很大，是因为都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据碳单质的性质进行分析
6.【答案】 A
【解析】A、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈；而碳纳米管呈管状，碳纳米泡沫和碳纳米管属于不同种物质，故A说法符合题意。
B、根据题意，碳纳米泡沫外观类似泡沫、质地轻盈，由碳的微小颗粒组成，是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，故B说法不符合题意。
C、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有可燃性，完全燃烧的产物是二氧化碳，故C说法不符合题意。
D、碳纳米泡沫属于碳的单质，具有还原性，在一定条件下可以还原氧化铜，故D说法不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据碳单质的性质进行分析
7.【答案】 C
【解析】A、金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，Ａ不符合题意；
B、金刚石、石墨、C60在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，Ｂ不符合题意；
C、相同元素组成的不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，Ｃ符合题意；
D、金刚石、石墨、C60的组成元素相同，可以相互转化，Ｄ不符合题意；
故答案为：C
【分析】Ａ、根据不同的物质具有不同的结构分析
Ｂ、根据化学反应前后元素的种类相同分析
Ｃ、根据不同物质的性质不同分析
Ｄ、根据组成元素相同的单质间可以相互转化分析
8.【答案】 C
【解析】A. 石墨烯的两层碳片形成一个特殊的夹角，其和石墨结构不相同，A不符合题意；
B. 碳原子之间始终存在间隔，B不符合题意；
C. 其中的电子随时可以自由移动，C符合题意；
D. 将石墨烯充分燃烧生成物是二氧化碳，不应是一氧化碳，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A、根据物质的结构决定物质的性质分析
B、根据微粒的特性分析
C、根据电子的特性分析
D、根据碳的化学性质分析
9.【答案】 D
【解析】A. 加热装置I，由于气体体积膨胀，装置II中会有出现气泡，不能说明I中反应已开始，A不符合题意；
B. 反应中，装置I减少的质量是氧元素的质量和碳元素的质量，B不符合题意；
C. 冷却后，若装置I中有黑色固体，可能是碳有剩余也可能是氧化铜有剩余，因为碳与氧化铜都是黑色，C不符合题意；
D. 反应前，试管内的气体为空气，反应后试管内的气体主要是二氧化碳，等体积的二氧化碳比空气质量大，故冷却后，装置I减少的质量小于生成气体的质量，D符合题意
故答案为：D
【分析】根据木炭还原氧化铜的试验注意事项、现象和结论对有关说法进行分析解答
10.【答案】 D
【解析】A、氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，固体质量逐渐减小，不符合题意，A不符合题意；
B、氧化铜的质量逐渐减小到零，B不符合题意；
C、二氧化碳的质量应该从零开始不断增加，C不符合题意
D、铜元素质量不变，固体质量逐渐减小，所以固体中铜元素的质量分数逐渐增加，然后不变，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据图象可知，纵坐标表示的物质或元素开始不变，再逐渐增加，反应停止后不变，结合各物质即元素在反应中的变化情况来分析
二、综合题
11.【答案】 （1）B
（2）C
（3）A
（4）E
（5）F
（6）D
【解析】（1）金刚石硬度大所以用来切割玻璃
（2）石墨的导电性能好用于制作干电池的电极
（3）活性炭的吸附能力强，能吸附异味，可用于冰箱除味剂
（4）单质碳具有还原性可用于冶炼金属
（5）常温下碳的化学性质不活波，可用于制作油墨
（6）碳燃烧时放出热量可以用来作燃料
【分析】根据已有知识结合所学的碳单质的性质和对应的用途分析解答
12.【答案】 （1）吸附
（2）碳原子排列方式不同
（3）分子构成不同
（4）CO
【解析】解：（1）活性炭具有吸附性，可以除去水中的异味；
（2）金刚石和石墨物理性质存在很大差异的原因是碳原子排列方式不同；
（3）一氧化碳是由一氧化碳分子，二氧化碳是由二氧化碳分子构成，所以一氧化碳和二氧化碳化学性质有很大差异；
（4）得氧的物质发生氧化反应，所以3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ， 其中一氧化碳发生氧化反应．
故答案为：（1）吸附；（2）碳原子排列方式不同；（3）分子构成不同；（4）CO．
【分析】（1）根据活性炭具有吸附性进行解答；
（2）根据金刚石和石墨物理性质存在很大差异的原因是碳原子排列方式不同进行解答；
（3）根据一氧化碳是由一氧化碳分子，二氧化碳是由二氧化碳分子构成进行解答；
（4）根据得氧的物质发生氧化反应进行解答．
13.【答案】 （1）②
（2）分子
（3）化学
（4）D
（5）BC
【解析】（1）金刚石是立体网状结构，石墨是六边形层状结构，C60由60个碳原子构成的分子，形似足球，又名足球烯，故代表石墨的是②。（2）图③表示的物质是C60由C60分子构成，故由分子构成。（3）在一定条件下，工业上可以实现石墨转化为金刚石，有新物质生成，该变化属于化学变化。（4）A、碳在常温下的化学性质不活泼，档案材料一般用碳素墨水书写，故A正确；
B、木质电线杆埋入地下部分用火烧焦，木头表面烧焦能转化生成碳，碳在常温下化学性质很稳定，故B正确；
C、钻石永恒，情谊永久，钻石是指经过琢磨的金刚石，常温下化学性质稳定，故C正确；
D、炭黑是一氧化碳，炭黑用作工业炼铁的原料之一，是利用其还原性，故D不正确。
故答案为：D。（5）金刚石是立体网状结构，单质硅的结构和金刚石相似，则单质硅由原子构成、属于网状结构，
故答案为：BC。
【分析】（1）根据石墨和金刚石的原子排列分析；
（2）根据C60由C60分子构成分析；
（3）根据有新物质生成的变化为化学变化分析；
（4）根据炭黑用作工业炼铁利用了其还原性分析；
（5）根据金刚石的结构及性质分析。
三、实验探究题
14.【答案】 （1）集中火焰，提高温度
（2）刚排出来的是空气
（3）黑色粉末变红；澄清的石灰水变浑浊；C + 2CuO 2Cu + CO2↑；CuO
（4）防止石灰水倒吸入热的试管引起试管炸裂
【解析】(1)木炭做还原剂需要高温，酒精灯加灯罩的目的是提高火焰的温度；
(2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是试管内的空气受热膨胀，出来的是空气；
(3)加热过程中，观察到试管①中现象是黑色变红色，试管①中的化学方程式：C + 2CuO 2Cu + CO2↑；②中现象是澄清的石灰水变浑浊；说明了碳与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，木炭具有还原性，氧化铜被还原；
(4)停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的原因是防止水倒流而炸裂试管。
【分析】木炭还原氧化铜的实验中，在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。实验现象是澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。反应中木炭具有还原性，做还原剂，氧化铜做氧化剂；实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
15.【答案】 （1）2CuO+C 2Cu+CO2↑；黑色粉末变成红色
（2）使火焰集中，提高温度
（3）木炭粉与氧化铜的质量比为1：12时
（4）稀硫酸(或稀盐酸)
（5）空气进入试管与热的铜反应使铜再次被氧化
【解析】（1）木炭粉和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为2CuO+C 2Cu+CO2↑；所以实验过程中A装置中试管内产生的现象是黑色粉末变成红色；
（2） 酒精灯的火焰上加有金属网罩可使火焰集中加热提高火焰的温度；
（3）由实验提供的数据以及实验现象可以看出，木炭与氧化铜质量比为1：12时恰好完全反应，因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1：12；
（4） 为检验生成的红色固体中是否含Cu2O，根据题干提供的信息，氧化亚铜能与硫酸反应生成蓝色的硫酸铜反应，故所需试剂是稀硫酸；
（5） 铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止铜被重新氧化。
【分析】（1）根据木炭粉和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，写出化学方程式。
（2） 根据酒精灯上加有网罩，可以提高火焰的温度，进行分析。
（3）根据实验提供的数据以及实验现象，进行分析。
（4） 根据题干提供的信息，氧化亚铜能与硫酸反应生成蓝色的额硫酸铜反应，故所需试剂是稀硫酸；
（5）铜在加热下，能与氧气反应生成氧化铜。
四、计算题
16.【答案】 解：有题意可知，石灰水增重的质量即二氧化碳的质量为8.8g，设生成的铜的质量为x，
x=25.6g，
答：生成铜的质量是25.6g。
【解析】【分析】先设未知数，正确写出碳与氧化铜反应的化学方程式；再找准有关物质，已知量是二氧化碳的质量，未知量是生成铜的质量；列比例式计算。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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