第23课 单质碳的化学性质
同步学与练（人教版）
课程标准 学习目标
1.知道物质具有独特的物理性质和化学性质，同类物质在性质上具有一定的相似性(新增)；2.知道物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定用途。 3.以金刚石和石墨为例，探讨物质组成、结构与物质性质的关系。 1.通过对生活中一些常见碳单质的使用情况，了解碳单质在常温下的稳定性和可燃性。2.掌握碳的化学性质，重点掌握碳还原氧化铜实验的装置、现象和结论。 3.根据碳的化学性质，了解碳的用途。
自主梳理
常温下碳的化学性质很稳定(木桩埋入地下的一段用火烧焦；档案用碳素墨水书写；古字画可以保存多年)
1.可燃性——(用途：作燃料)
化学方程式
化学方程式(不完全燃烧)
2.还原性(用途：冶炼金属)
(1)实验现象：
①黑色固体变成红色固体；_②澄清的石灰水变浑浊。_
(2)实验中的问题
①反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。
②在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
③配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：使氧化铜反应更充分。
④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。
(3)该反应中：碳得到氧，是还原剂，具有还原性，被氧化，发生氧化反应。氧化铜失去氧，是氧化剂，具有氧化性，被还原，发生还原反应。
(4)碳还能还原其他物质，如①碳还原二氧化碳②碳还原氧化铁
预习检测
1．“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现的钻石的性质是（ ）
A．硬度大 B．不能导电
C．化学性质稳定 D．熔点低
2．我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（ ）
A．碳在常温下化学性质不活泼
B．炭黑具有很强的吸附能力
C．部分炭黑转变成了更稳定的物质
D．碳单质不溶于水
3．下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是
A．书写档案材料必须使用碳素墨水
B．钻石恒久远，一颗永流传
C．木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D．制糖工业中用活性炭脱色
4．工业炼钨原理为WO3+3H2W+3H2O，发生还原反应的物质是
A．H2 B．WO3 C．W D．H2O
5．下列用途利用了单质碳的还原性的是（ ）
A．刻划玻璃 B．石墨电极 C．吸附毒气 D．冶金工业
6．按如图进行实验，下列分析或结论正确的是
A．导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B．实验结束应立即倒出粉末
C．木炭能使氧化铜还原为铜
D．固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
7．下列物质的用途主要利用其化学性质的是
A．用活性炭来净水
B．金刚石可用来裁玻璃
C．氢气用于填充探空气球
D．碳素墨水用于书写档案
8．根据木炭与氧气的反应，回答下列问题：
(1)做“木炭的燃烧”实验时，将放入燃烧匙的木炭点燃，由上而下 (填“缓慢”或“迅速”)伸入集满氧气的集气瓶中。
(2)红热木炭在氧气中燃烧实验现象是 ，验证燃烧的产物是二氧化碳，其操作方法是 。
9．用如图所示的玻璃管进行碳还原氧化铜实验．
（1）当观察到 B 处的现象是澄清石灰水变浑浊时，则 A 处的现象是 ．
（2）查阅资料发现：反应生成的红色固体除了铜以外还可能有氧化亚铜（Cu2O）， 则生成氧化亚铜的化学方程式为 ．
环节一碳的稳定性
情境材料1
北宋-黄庭坚的字 炭黑制成的墨 为什么古代书画家用墨(用炭黑制成)书写的字画历经数百年，依然色泽鲜艳而不褪色呢？
铁路上的使用的枕木和木制电线杆在埋入地下前，都将其表面烧焦，为什么？
问题探究1
一、常温下，碳的化学性质稳定
碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。
为什么碳的化学性质在常温下比较稳定呢？
(从原子结构的角度分析)
碳原子的最外层电子数为4，不易得失电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定。
碳原子结构示意图
利用单质碳常温下的稳定性，枕木和木制电线杆经过炭化后能防止木头腐烂。
要点归纳
典例精讲
【典例1】(2023年江苏省连云港市中考)
10．宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳
A．化学性质不活泼 B．硬度高 C．导电性能好 D．吸附能力强
【典例2】(2023年辽宁省丹东市中考)
11．书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是
A．碳是黑色的 B．碳粉末细小
C．碳不溶于水 D．常温下碳化学性质稳定
【典例3】(2023年辽宁省铁岭市、葫芦岛市中考)
12．央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是
A．质软 B．导电性 C．可燃性 D．常温稳定性
【典例4】(河南省驻马店市实验中学2022-2023上学期期末)
13．化学与人类社会密不可分，请用化学知识回答下列问题。
(1)我国古代用墨书写或绘制的字画能长久保存而不变色，其原因是 。
(2)金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是 。
环节二碳的可燃性
问题探究2
二、碳与氧气的反应——可燃性，可作燃料
木炭在氧气中燃烧
碳与充足的氧气(空气)在点燃的条件下反应，燃烧的现象是：发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，反应表达式C+O2CO2；碳与氧气不充分燃烧，反应表达式2C+O2_2CO
可见：化学反应的条件不同，会决定反应的进行程度或产物的不同。利用碳的可燃性，碳可作燃料。
【讨论】冬天，北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
煤燃烧不充分，燃烧生成较多的有毒的一氧化碳
要点归纳
典例精讲
【典例1】(2023年广东省汕尾市海丰县中考一模)
14．石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是
A．它是一种新型化合物
B．它的硬度比石墨大
C．它能溶于水
D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO
【典例2】(2023年安徽省百校联盟中考大联考二模)
15．当前中国培育钻石的产能约占全球培育钻石总产能的50%，下表为天然钻石和培育钻石对照表。下列说法错误的是
化学成分 硬度 折射率 色散 价格
天然钻石 C 10 2.42 0.044 昂贵
培育钻石 C 10 2.42 0.044 低廉
A．二者物理性质和化学性质相同
B．二者均属于非金属单质
C．培育钻石可用于切割大理石、加工坚硬金属
D．可用燃烧法鉴别它们
【典例3】(2023湖北武汉中考)
16．石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。
回答下列问题：
(1)石墨的用途可以是______。
A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石
(2)活性炭作冰箱除味剂，是利用其 （填“物理”或“化学”）性质。
(3)木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为 。
环节三碳的还原性
问题探究3
三、碳与某些氧化物的反应——还原性，可用于冶金工业
木炭与氧化铜的反应
实验操作 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用酒精灯或酒精喷灯加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。
实验现象 黑色粉末变红，产生澄清石灰水变浑浊。
实验结论 生成了Cu和CO2.
反应原理 2CuO+C_2Cu+CO2↑
【注意问题】该实验中有几个地方需引起大家的注意：
①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度；
②试管口要略向下倾斜；
③装置的气密性要好；
④实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯(防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂)。
⑤待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上(防止生成的铜再被氧化成氧化铜)。
2.碳还原氧化铁
化学方程式：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
3.碳还原二氧化碳
化学方程式：C+CO22CO
【归纳】(1)在加热或高温条件下，碳能夺走氧化物中的氧，表现出还原性。
(2)还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
要点归纳
典例精讲
【典例1】(河北省邢台市任泽区第五中学等2校2022-2023下学期2月期末)
17．碳元素被称为“大自然的建筑师”，回答下列与含碳物质有关的问题。
(1)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色的原因是 。
(2)金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们物理性质不同的原因是 。
(3)如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是 ，其反应的化学方程式是 。单质碳的还原性可以用于冶金工业。右边小试管中的现象是 ，有关化学方程式是 。
【典例2】
18．在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳：C+CO2=2CO下列说法不正确的是
A．反应中碳发生了还原反应 B．产物是空气污染物之一
C．该反应为吸热反应 D．该反应中原子数目在反应前后不变
【典例3】(海南省定安县2022-2023上学期期末)
19．我国古代将炉甘石（ZnCO3）和木炭粉混合后，加热到约 800°C 可得到锌。主要发生的化学反应：①；② ，回答下列问题。
(1)X 的化学式为 。
(2)反应①的基本反应类型为 。
(3)该反应说明木炭具有 性。
(2023年吉林省吉林市中考二模)
20．有关碳单质的说法正确的是
A．石墨是最软的物质 B．活性炭可以吸附异味
C．金刚石不具有可燃性 D．足球烯是由碳原子直接构成
(广西南宁市良庆区银海三雅学校2023-2024上学期月考)
21．下列关于碳单质的说法错误的是
A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性
B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性
C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极
D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间
(2023年重庆市潼南区九年级下学期期中)
22．“文房四宝”之一的墨是由炭黑和天然胶等制成。下列说法不正确的是
A．墨是多种物质形成的混合物
B．含碳物质完全燃烧可制炭黑
C．“磨墨”说明炭黑质地较软
D．水墨画能长久保存说明常温下炭黑化学性质稳定
(2023年湖南省长沙市初中学业水平适应性测试)
23．2022年央视春晚的舞蹈诗剧《只此青绿》创作灵感来源于北宋王希孟创作的绢本设色画《千里江山图》。此画保存至今而不变色的原因是
A．碳很容易和空气中氧气反应
B．碳单质不溶于水
C．碳在空气中能形成一层致密的Al2O3保护膜
D．碳在常温下化学性质不活泼
(四川省南充市顺庆区南充高级中学2022-2023上学期期末)
24．“中国高铁， 世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法正确的是
A．反应中NiO发生氧化反应 B．气体产物中可能有CO
C．该不锈钢合金为纯净物 D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁
(2023广东汕尾统考一模)
25．石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是
A．它是一种新型化合物
B．它的硬度比石墨大
C．它能溶于水
D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO
(2022秋辽宁盘锦校考期中)
26．下列物质的用途中，主要是利用其化学性质的是
A．用玻璃刀切割玻璃 B．定向爆破拆除楼房
C．用石墨做干电池的电极 D．金刚石作装饰品
(湖南省岳阳市岳阳县三校2022-2023上学期期末)
27．如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验(图中固定玻璃管的仪器已略去)，下列说法正确的是( )
A．丙装置的作用是收集二氧化碳
B．该装置的不足之处是未进行尾气处理
C．甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红
D．丁装置的作用只是检验乙处发生的反应有二氧化碳生成
(2023上海松江统考一模)
28．碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是
A．被加热试管的管口有无色液滴
B．生成无色气体
C．导管口冒气泡
D．固体由黑色变红色
(2023上海松江统考二模)
29．一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二种
B．N点对应的固体是铜
C．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为1：2
D．0～t2min内，固体中碳元素的质量减小
(湖南省岳阳市岳阳县三校2022-2023上学期期末)
30．用木炭还原氧化铜的实验如图。
(1)酒精灯加网罩的目的是 ；
(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： ；木炭常用于冶金工业，写出木炭与氧化铁反应的化学方程式 ；
(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 。
(湖南省怀化市通道县2022-2023上学期期末)
31．将CuO和足量炭粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按如图连接仪器。（加热装置和固定装置省略，下同）
实验开始时缓慢通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内有红色固体产生，b瓶的溶液中出现白色浑浊．待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却．根据以上叙述回答问题：
（1）通N2的目的是 ．
（2）停止加热前 （选填“需要”或“不需要”）先断开a和b的连接处。请说明理由
（3）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。
(吉林省长春市第一外国语中学2023-2024上学期10月月考)
32．某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
【提出猜想】
(1)猜想一：只有 ； 猜想二：只有CO； 猜想三：既有CO2又有CO。
【查阅资料】
a．浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
b．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
【实验步骤】
连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示（夹持仪器已省）：
步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净干燥的氮气；
步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精喷灯对硬质玻璃管加热。
步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。
【实验分析】
(2)若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立。
(3)若观察到 ，则猜想三成立。
(4)若猜想一成立则B中发生反应的方程式： 。
【实验反思】
(5)该实验开始前通一会儿N2的目的是 。实验过程中硬质玻璃管中的现象是 。
(6)实验结束时，熄灭酒精喷灯的同时停止通入N2，有同学认为在实验过程中装置D没有作用，可以去除，你认为是否可行？ （填“可行”或“不可行”），请说明理由 。
(2023上海虹口统考一模)
33．某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验装置如下图所示。
【实验一】碳与氧化铜反应制取铜
(1)A处发生反应的化学方程式是 ；B中的现象是 。
(2)加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺序操作的目的是 。
【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜
(3)开始实验时，下列操作正确的顺序是 。
a、通入一氧化碳一段时间
b、点燃C处酒精灯
c、点燃E处酒精灯
d、检验k处气体纯度
(4)实验二有尾气处理装置，该装置是 （选填“C”“D”或“E”）。
(5)经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体的质量，则实验一剩余固体的成分是 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】“钻石恒久远，一颗永流传”，说明钻石化学性质非常稳定，不容易发生化学变化产生新物质，因此答案选C。
2．A
【分析】根据墨汁中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，据此进行分析判断。
【详解】我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，故选A。
【点睛】掌握常温下碳的化学性质不活泼并能灵活应用是正确解答本题的关键。
3．D
【详解】A．碳的化学性质稳定，使用碳素墨水书写档案，字迹长时间不会变化，所以书写档案规定必须使用碳素墨水是碳的化学性质稳定；
B．碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，所以说钻石恒久远，一颗永留传；
C．木头电线杆在埋入地下之前，把埋入地下的一部分木头烤焦能形成化学性质稳定的炭层，常温下碳的化学性质不活泼，不容易与其它物质发生化学反应；
D．活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，所以制糖工业中用活性炭脱色，这是利用了其吸附性。
故选：D。
4．B
【详解】含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应，该反应中WO3中的氧被夺去变成了W，故WO3发生了还原反应。
故选B。
5．D
【详解】A、刻划玻璃是利用金刚石的硬度较大，A不符合题意；
B、石墨电极是利用石墨的导电性，B不符合题意；
C、吸附毒气是利用活性炭的吸附性，C不符合题意；
D、冶金工业是利用了单质碳的还原性，D符合题意；
故选D。
6．C
【详解】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；
B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；
C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；
D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，不符合题意。故选C。
7．D
【详解】A、活性炭具有吸附性，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，错误。
B、金刚石用来裁玻璃，是利用了金刚石硬度大的性质，属于物理性质，错误；
C、氢气可用于填充探空气球，利用了氢气密度小的性质，属于物理性质，错误；
D、碳素墨水用于书写档案，利用了常温下碳的化学性质不活泼的性质，属于化学性质，正确。
故选D。
8．(1)缓慢
(2) 剧烈燃烧，发出白光，放出热量 向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊
【详解】（1）应把红热的木炭由瓶口缓慢插入集气瓶，这样可以使木炭与氧气充分反应，故填：缓慢；
（2）木炭在氧气中能剧烈燃烧，发出白光，放出热量，向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水，振荡，若石灰水变浑浊，说明产物是二氧化碳，故填：剧烈燃烧，发出白光，放出热量；向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。
9． 黑色粉末变成红色物质 C+4CuO2Cu2O+CO2↑
【分析】氧化铜和碳高温生成铜和二氧化碳，碳与氧化铜加热反应能生成氧化亚铜（Cu2O）和二氧化碳。
【详解】（1）碳具有还原性，由图示可知，当观察到 B 处的现象是澄清石灰水变浑浊时，说明了在碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，则A处的现象是：黑色粉末变成红色物质。
（2）在加热时，碳与氧化铜反应能生成氧化亚铜（Cu2O）和二氧化碳，故反应的化学方程式为C+4CuO2Cu2O+CO2↑。
【点睛】检验二氧化碳，用澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。
10．A
【详解】A、常温下单质碳化学性质不活泼，不易发生反应，所以所画的画能保存至今，故A正确；
B、碳可作为墨，硬度较小，故B错误；
C、用碳画的画保存至今与导电性无关，故C错误；
D、用碳画的画保存至今与吸附能力无关，故D错误。
故选A。
11．D
【详解】在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为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稳定，能长时间保存。
故选D。
12．D
【详解】墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，与质软无关，与碳的导电性无关，与碳的可燃性无关，体现了碳单质具有的性质是常温稳定性。
综上所述：选择D。
13．(1)常温下碳的化学性质不活泼
(2)碳原子排列方式不同
【详解】（1）墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，古代书画家用墨汁（由炭黑制成）绘制的水墨画经久不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼；
（2）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，由于金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，因此它们物理性质差异很大，金刚石很硬而石墨却很软；
14．B
【详解】A、石墨是碳元素一种元素组成的纯净物，所以石墨烯也是碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，选项错误；
B、与题文可知，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料，所以石墨烯的硬度比石墨大，选项正确
C、石墨烯与石墨等碳单质的性质一样，不溶于水，选项错误；
D、石墨烯是碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧的产物是CO2，选项错误，故选B。
15．D
【详解】A、由表格数据可知，天然钻石和培育钻石都是金刚石，二者的物理性质和化学性质相同，故A说法正确；
B、由表格可知，天然钻石和培育钻石都是碳单质，二者均属于非金属单质，故B说法正确；
C、培育钻石也是金刚石，具有硬度大的特点，可用于切割大理石、加工坚硬金属，故C说法正确；
D、由表格可知，天然钻石和培育钻石都是碳单质，燃烧现象相同，无法鉴别，故D说法错误；
故选D。
16．(1)AB
(2)物理
(3)
【详解】（1）A、石墨具有滑腻感，且为深灰色，可用于制铅笔芯，故选项正确；
B、石墨具有导电性，可用作电极，故选项正确；
C、石墨很软，不能用于切割大理石，故选项错误；
故选：AB；
（2）活性炭作冰箱除味剂，不需要通过化学变化表现出来，是利用其物理性质；
（3）碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，反应的化学方程式为：。
17．(1)常温下碳的化学性质稳定
(2)碳原子排列方式不同
(3) 黑色固体变红色 澄清石灰水变浑浊
【详解】（1）碳单质常温下化学性质稳定，不易和其他物质反应，墨中的主要成分是碳单质，所以用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。
（2）金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，金刚石中碳原子以空间网状结构排列，石墨中碳原子以层状结构排列，碳原子排列方式不同，所以物理性质不同。
（3）碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，则现象是黑色固体变红色，化学方程式为。澄清石灰水中的氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，则右边小试管中的现象是澄清石灰水变浑浊，化学方程式为。
18．A
【详解】A、碳夺取了二氧化碳中的氧，发生了氧化反应，故选项说法错误；B、生成物是一氧化碳，是空气污染物之一，故选项说法正确；C、该反应在高温下进行，为吸热反应，故选项说法正确；D、由质量守恒定律，该反应中原子数目在反应前后不变，故选项说法正确。故选A。
19．(1)ZnO
(2)分解反应
(3)还原
【详解】（1）由化学反应①的化学方程式可知，反应前出现了1个锌原子、1个碳原子和3个氧原子，反应后出现了1个碳原子和2个氧原子，根据质量守恒定律，反应后尚缺的1个锌原子和1个氧原子存在于X中，则X的化学式为ZnO，故填ZnO。
（2）由化学反应①的化学方程式可知，该反应是一种物质生成两种新物质的反应，符合分解反应的特点，属于分解反应，故填分解反应。
（3）由化学反应②的化学方程式可知，反应中，碳得到氧元素形成二氧化碳，表现了碳的还原性，故填还原。
20．B
【详解】A、石墨是最软的矿物之一，不是是最软的物质，错误；
B、活性炭具有吸附性，可以吸附异味，正确；
C、金刚石是由碳组成的单质，具有可燃性，错误；
D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯是由足球烯分子构成的，错误。
故选B。
21．B
【详解】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都具有可燃性，故A说法正确；
B、焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有还原性，故B说法错误；
C、石墨具有良好的导电性，能用于制作电极，故C说法正确；
D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常温下碳的化学性质不活泼，所以使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间，故D说法正确；
故选：B。
22．B
【详解】A、墨是由炭黑和天然胶等制成，是多种物质形成的混合物，该选项正确。
B、含碳物质不完全燃烧可制炭黑，该选项不正确。
C、“磨墨”说明炭黑质地较软，该选项正确。
D、常温下碳的化学性质稳定，炭黑的主要成分是碳，水墨画能长久保存说明常温下炭黑化学性质稳定，该选项正确。
故选：B。
23．D
【详解】A、碳单质常温下化学性质不活泼，碳不容易和空气中氧气反应，错误；
B、碳在常温下化学性质不活泼，所以画保存至今而不变色，与碳单质不溶于水无关，错误。
C、碳只含有碳元素，不含有铝元素，在空气中不能能形成一层致密的Al2O3保护膜，错误；
D、碳在常温下化学性质不活泼，所以画保存至今而不变色，正确。
故选D。
24．B
【详解】A、氧化镍、镍中镍元素化合价分别为+2价、0，反应后其化合价降低，反应中 NiO 被还原， NiO 发生还原反应，此选项错误；
B、生成的二氧化碳与碳在高温条件下可发生反应生成一氧化碳，所以气体产物中可能有 CO ，此选项正确；
C、不锈钢是铁的合金，主要杂质是碳，所以该不锈钢中含有铁、碳、镍，属于混合物，此选项错误；
D、金属制成合金后硬度变大，则该不锈钢合金的硬度大于纯铁，此选项错误。
故选B。
25．B
【详解】A、石墨是碳元素一种元素组成的纯净物，所以石墨烯也是碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，选项错误；
B、与题文可知，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料，所以石墨烯的硬度比石墨大，选项正确
C、石墨烯与石墨等碳单质的性质一样，不溶于水，选项错误；
D、石墨烯是碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧的产物是CO2，选项错误，故选B。
26．B
【详解】A、用玻璃刀裁玻璃，是利用了金刚石硬度大的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误；
B、定向爆破拆除楼房，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项正确；
C、用石墨做干电池的电极，是利用了石墨具有优良的导电性，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误；
D、用金刚石作装饰品，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误。
故选B。
27．C
【详解】A、该实验中，丙装置作用是停止加热后，防止丁装置中的液体倒吸入玻璃管中，而不是收集二氧化碳，故A错误；
B、当CO进入丁装置时，会被该装置收集，不能排出。因此丁装置的作用为：①检验CO2，②尾气处理，防止CO逸出污染空气，所以不需要再进行尾气处理，故B错误；
C、碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，甲处的现象是黑色粉末减少，一氧化碳与氧化铜加热时反应生成铜和二氧化碳，乙处的现象是黑色粉末逐渐变红，故C正确；
D、当CO进入丁装置时，会被该装置收集，不能排出。因此丁装置的作用为：①检验CO2，②尾气处理，防止CO逸出污染空气，故D错误。故选C。
28．D
【分析】判断是否发生化学变化的依据是是否有新物质生成。
【详解】A、氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳，无水生成，试管口无无色液滴，或无色液滴可能是药品中所含的水蒸发后液化形成，不能说明有新物质生成，不能判断该反应发生，错误；
B、无法直接观察到有无色气体生成，可通过澄清石灰水变浑浊判断有二氧化碳生成，从而判断发生了该反应。错误；
C、导管口冒气泡可能是加热时空气膨胀排出试管，无法判断发生了该反应。
D、固体由黑色变红色，说明已经生成了铜，可以判断发生了该反应。
故选D。
29．D
【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，故选项说法错误；
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、至N点完全反应，N点对应的固体是碳、铜或氧化铜、铜，结合可知，混合物中碳和氧化铜物质的量之比不一定为1：2，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，故选项说法正确；
故选D。
30．(1)集中火焰，提高温度
(2)产生的气泡是装置中的空气
(3) 固体由黑色逐渐变为红色 澄清的石灰水变浑浊
(4)防止石灰水倒流炸裂试管
【详解】（1）酒精灯加网罩可以集中火焰，提高温度。
（2）刚开始预热时，由于试管中的气体受热膨胀，则试管②中产生的气泡是装置中的空气。
（3）碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，碳和氧化铜为黑色，铜为红色，则试管①中现象是固体由黑色逐渐变为红色；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则②中现象为澄清的石灰水变浑浊；试管①中的化学方程式为；木炭具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，可防止石灰水倒流炸裂试管。
31． 将反应管的空气排尽 不需要 继续通入氮气，b瓶中的液体不会倒吸如a管 需要，碳与氧化铜反应会生成一氧化碳能污染空气，可在尾气管口放上一个点燃的酒精灯
【详解】（1）通入氮气，是为了将反应管内的空气排尽，防止碳与氧气发生反应；
（2）停止加热时，不需要断开a和b的连接处，因为继续通入氮气，b瓶中的液体不会倒吸如a管；
（3）碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳有毒，散逸到空气中，会污染空气，故需要尾气处理，一氧化碳具有可燃性，可在尾气管口放上一个点燃的酒精灯。
32．(1)CO2
(2)无变化
(3)氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水变浑浊
(4)
(5) 排出实验器材内的空气 黑色固体变红
(6) 不可行 如去掉D，熄灭酒精喷灯并停止通入氮气后E中液体会倒吸入热的玻璃管中，导致玻璃管炸裂
【详解】（1）碳和氧化铜加热反应生成铜和二氧化碳，结合化学反应前后不变，铜、碳、氧能组成的常见气体时一氧化碳、二氧化碳，结合猜想二、猜想三，可推测猜想一：只有CO2；
（2）结论是猜想一成立，则无一氧化碳，浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色，则观察到氯化钯试纸无变化；
（3）猜想三成立则有二氧化碳和一氧化碳，所以观察到的现象是氯化钯试纸变蓝且澄清石灰水变浑浊；
（4）若猜想一成立，则B中发生反应：碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（5）通入氮气可以排出原来装置中的空气，空气中含有氧气，能和碳点燃生成二氧化碳，所以通入氮气的目的是排出原装置中的空气，避免碳和氧气反应生成二氧化碳，对二氧化碳的检验造成影响；实验过程中硬质玻璃管中碳和氧化铜加热反应生成铜和气体，则现象是黑色固体变为红色；
（6）通过D装置中的两个导管都是短管可知D是一个防倒吸装置，同时停止加热及通入氮气，则玻璃管内的气体收缩，如有D，则E中液体进入D后不会继续倒吸入C及B，如没有D，则E中液体倒吸入C，C中长导管与B相连，则进入C中的液体会从导管进入B中，会导致玻璃管遇冷炸裂，所以不可行，理由是如去掉D，熄灭酒精喷灯并停止通入氮气后E中液体会倒吸入热的玻璃管中，导致玻璃管炸裂。
33．(1) C+2CuO2Cu+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊
(2)防倒吸
(3)dcab
(4)E
(5)C、Cu
【详解】（1）A处是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；A中有二氧化碳生成，可以观察到B中澄清石灰水变浑浊；
（2）加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体，按上述顺序操作的目的是防止B试管中的液体药品倒吸入A试管中炸裂试管；
（3）一氧化碳还原氧化铜的实验时，应先检查一氧化碳的纯度，一氧化碳不纯会发生爆炸，然后点燃E处的酒精等，防止之后通入一氧化碳泄露污染空气，然后通入一氧化碳一段时间，最后才可以点燃C处的酒精灯，故正确的操作顺序是dcab；
（4）实验二中C装置的酒精灯是加热试管，D中的石灰水不与一氧化碳反应，是用来检验生成的二氧化碳，E装置的酒精灯是燃烧一氧化碳，属于尾气处理装置；
（5）由反应的化学方程式可知，，，反应前后铜元素的质量不变，生成铜的质量相等，实验一剩余固体的质量大于实验二剩余固体的质量，说明实验一中碳有剩余，则实验一剩余固体的成分是C、Cu。
答案第1页，共2页
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