8.1碳的单质
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列相关说法用粒子的知识解释正确的是
相关说法 解释
A 氢气球被挤压后，体积变小 受压情况下，氢原子间间隔变小
B 金刚石和石墨物理性质存在明显差异 碳原子的排列方式不同
C 氧分子比氮原子大 分子一定比原子大
D 水通电生成氢气和氧气 分子可分，原子不可分
A．A B．B C．C D．D
2．下列反应发生后，固体质量增加的是
A．铁丝在纯氧中剧烈燃烧
B．将硫粉在空气中燃烧
C．木炭在高温条件下还原氧化铜
D．加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气
3．当氧化铜中混有少量木炭粉时，除去木炭粉的方法是
A．隔绝空气加热混合物 B．在氢气流中加热混合物
C．加水溶解、过滤 D．在氧气流中加热混合物
4．劳动课程标准要求学生承担家庭劳动，下列项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用燃气灶炒菜 燃气燃烧放热
B 用燃着的蜡烛制取炭黑 物质不完全燃烧
C 用厨余垃圾自制花肥 物质发生缓慢氧化
D 往自制净水器内放入活性炭 活性炭具有催化作用
A．A B．B C．C D．D
5．下列有关实验现象的说法中正确的是
A．木炭在空气中燃烧发出白光
B．点燃氢气时，发出尖锐爆鸣声说明氢气较纯
C．木炭还原氧化铜实验中，试管中有红色固体生成
D．硫在氧气中燃烧，产生微弱的淡蓝色火焰，并有刺激性气体生成
6．不属于同素异形体的一组物质是
A．红磷和白磷 B．干冰和冰 C．氧气和臭氧 D．金刚石和石墨
7．下列实验涉及化学变化的是
A．收集炭黑 B．活性炭净水
C．收集沼气 D．氢气吹肥皂泡
8．以下物质的用途涉及到化学性质的是
A．氮气填充食品包装袋 B．用石墨制成玻璃刀切割玻璃
C．O2促进植物的光合作用 D．分离液态空气制取氧气
9．除去下列物质中的少量杂质，所用方法正确的是
选项 物质 杂质 除杂方法
A O2 N2 通过灼热的铜丝网
B CO CO2 通过炽热的碳层
C CO2 CO 将混合气体点燃
D KCl KC1O3 加入少量二氧化锰，加热
A．A B．B C．C D．D
10．下列有关碳单质的说法中错误的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可作钻头 B．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
C．石墨有导电性，可制作电极 D．活性炭疏松多孔，具有很强的吸附性，可用作净水
二、判断题
11．加热氧化铜与木炭的混合物，红色粉末变黑，生成使澄消石灰水变浑浊的气体( )
12．二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化( )
13．碳和二氧化碳可以转化为一氧化碳( )
14．金刚石有特殊的光学性质，可用于制造钻石( )
15．有关的反应中CuO具有氧化性( )
三、科学探究题
16．学习了碳单质的化学性质，知道碳与氧气反应能够生成CO2或CO后，某学习小组同学联想到木炭粉与氧化铜发生反应可能有：
①2CuO + C2Cu + CO2↑
②CuO + CCu + CO↑
他们想验证自己的想法，请你同他们一起进行探究。
【猜想与假设】木炭粉与氧化铜反应生成的产物有三种可能：
（1）产物是铜和一氧化碳；
（2）产物是铜和二氧化碳；
（3）产物是 。
【设计方案】
（1）检验产物中是否有CO2的方法是 （用化学方程式表示）。
（2）如何检验产物是否存在CO，学习小组同学找查了资料： CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝。
【实验结论】设计的实验装置（如下图）
实验报告：
实验现象 实验结论
A中 ①有铜生成
②B中黄色试纸变蓝 ②有 生成
③C中 ③有CO2生成
【反思与评价】
（1）实验结束时，为防止Cu被氧化，必须先停止加热，待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下，因此，若没有B瓶，可能导致的后果是 。
（2）从环保角度看，左图装置有缺陷，怎么办？ 。
（3）检验生成的气体中是否含有CO，也可以将混合气体通过灼热的氧化铜粉末，看黑色固体是否会逐渐变红，写出相关反应的化学方程式 。
四、综合应用题
17．碳和碳的化合物是初中化学学习的重要内容。
(1)金刚石、石墨和C60都是碳元素的单质，下列说法正确的是_______（填字母）
A．它们是同种物质 B．它们的原子排列方式不同
C．它们都能导电 D．常温下它们都能与氧气反应
(2)某校研究性学习小组用图所示装置进行镁条在空气中燃烧的实验。待镁条完全燃烧并冷却后打开弹簧夹进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。
图中A仪器的名称是 。镁条燃烧并冷却后打开弹簧夹,水能进入到集气瓶中的原因是
(3)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
【发现问题】氮气是如何减少的？
【做出猜想】镁条可能与氮气反应而减少。
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是 。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，反应的化学方程式为 。
(4)通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了哪些新的认识？（写出一条即可）
(5)24 g镁在二氧化碳中燃烧可生成多少克氧化镁？
18．2016年10月我国发射神舟十一号载人飞船。
（1）为航天员提供的“人造空气”中含有体积分数为70%的氮气、20%以上的氧气、少量二氧化碳等气体。某同学对“人造空气”的分析如下：①氮气含量比空气低；②氮气没有任何作用，可不添加；③改成纯氧气更有益于航天员呼吸；④没有污染物。其中正确的是 。
（2）“神舟十一”载人飞船所用固体燃料是铝粉和高氯酸铵的混合物。发射时，点燃铝粉，铝粉与氧气反应生成氧化铝。写出铝粉燃烧的化学方程式 。
（3）为防止载人飞船在高温烘烤下表面被氧化，在载人飞船表面涂了一层纳米硅酸盐涂料。这种涂料应具有哪些性质？ 、 （至少答两点）
（4）“神舟十一”航天服中有废气处理系统。先让废气进入一个装有活性炭的盒子除去臭气，这一过程利用了活性炭的 性。再用氢氧化锂（LiOH）作吸收剂除去二氧化碳（氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水），请写出该反应的化学方程式 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A、氢气球被挤压后，体积变小，是因为受压情况下，氢分子间间隔变小，故选项错误；
B、金刚石和石墨物理性质存在明显差异，是因为碳原子的排列方式不同，故选项正确；
C、氧分子比氮原子大，但分子不一定比原子大，如氢分子比铁原子小，故选项错误；
D、水通电生成氢气和氧气，是因为水分子分裂成了氢原子和氧原子，然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，该事实说明在化学变化中分子是可以再分的，原子不能再分；而不是所有情况下，分子可分，原子不可分，故选项错误。故选B。
2．A
【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成四氧化三铁，根据质量守恒，则固体质量会增加，该选项符合题意；
B、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，则固体质量会减小，该选项不符合题意；
C、碳在高温条件下和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒，则固体质量减小，该选项不符合题意；
D、氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，根据质量守恒，则固体质量减小，该选项不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】试题分析：当氧化铜中混有少量木炭粉时，除去木炭粉的方法是在氧气流中加热混合物，木炭能够和氧气发生反应，变为二氧化碳。故选D.
考点：除杂
4．D
【详解】A、燃气燃烧时放出热量，则可以用燃气灶炒菜，故选项说法正确；
B、蜡烛在氧气不充足时会发生不完全燃烧，产生炭黑，故选项说法正确；
C、厨余垃圾腐烂为缓慢氧化反应，反应后产生的物质可以用于制作花肥，故选项说法正确；
D、活性炭结构疏松多孔具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，故选项说法错误。
故选D。
5．C
【详解】A、木炭在空气中只能烧至红热，木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不符合题意；
B、点燃氢气时，发出尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，不符合题意；
C、木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，故试管中有红色固体生成，符合题意；
D、硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体，不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】A、红磷和白磷都是磷元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体； B、干冰是固态二氧化碳，冰是固态的水，不是由同种元素组成的，不是同素异形体；C、氧气与臭氧（O3）都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体；D、金刚石和石墨都是碳元素组成的不同物质，都是单质，互为同素异形体。故选B。
点睛：由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，互为同素异形体的物质要符合以下两个条件：同种元素形成，不同单质。
7．A
【详解】A、含碳物质不完全燃烧会产生碳黑，图中收集的炭黑是石蜡燃烧不充分产生的，有新物质生成，该实验涉及了化学变化；
B、活性炭净水，是利用了活性炭的吸附性，除去了水中的色素和异味，没有新物质生成，属于物理变化，没有涉及到化学变化；
C、用木棍搅动池塘，有沼气从水中逸出，收集沼气是利用了沼气难溶于水和密度比水的小的物理性质，没有涉及到化学变化；
D、氢气吹肥皂泡是利用氢气的密度比空气的小的物理性质，属于氢气的物理性质，没有涉及化学变化；
故选A。
8．A
【详解】A、氮气的化学性质不活泼，可用来填充食品包装袋，故A符合题意；
B、石墨质软，不能切割玻璃，故B不符合题意；
C、氧气是光合作用的产物，不能促进植物的光合作用，故C不符合题意；
D、分离液态空气制取氧气利用氮气和氧气沸点的不同进行分离，属于物理性质，故D不符合题意；
故选A。
9．B
【详解】A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，除去的是原物质，不符合除杂原则，方法错误。
B、二氧化碳能与炽热的碳层反应生成一氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，方法正确。
C、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，方法错误。
D、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，能除去杂质但引入了新的杂质二氧化锰，不符合除杂原则，方法错误。
故选：B。
10．B
【详解】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可作钻头，正确；
B、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成，错误；
C、石墨有良好的导电性，可制作电极，正确；
D、活性炭疏松多孔，具有很强的吸附性，可吸附水中的色素和异味，正确；
故选B。
11．错误
【详解】氧化铜是黑色固体，加热氧化铜与木炭的混合物会生成铜和二氧化碳，所以可以观察到的现象为：黑色粉末变为红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，故说法错误。
12．正确
【详解】二氧化碳和一氧化碳都是由碳元素和氧元素组成的，即其组成元素相同，一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳，二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳，故在一定条件下二者可以相互转化，故正确。
13．正确
【详解】二氧化碳在高温条件下与碳反应可生成一氧化碳，故说法正确。
14．正确
【详解】纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，有特殊的光学性质，天然采集到的金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石，故答：正确。
15．正确
【详解】反应中失氧的物质具有氧化性，氧化铜反应后失去氧元素变为铜，故正确。
16． 铜、一氧化碳和二氧化碳 有红色固体出现 CO 澄清石灰水变浑浊 C中的溶液倒流进入A中，使试管破裂 在装置末端扎一个气囊或放一盏点燃的酒精灯
【分析】本题探究了木炭粉与氧化铜反应生成的产物。
【详解】[猜想与假设]
木炭粉与氧化铜发生反应可能有：①2CuO + C2Cu + CO2↑ ②CuO + CCu + CO↑，故产物还可能是铜、一氧化碳和二氧化碳；
[设计方案]
（1）检验产物中是否有CO2的方法是利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，化学方程式为；
[实验结论]
铜是红色固体，若有铜生成，则A中有红色固体出现；CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝，故若B中黄色试纸变蓝，则证明由CO生成；C中盛放澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明由CO2生成；
[反思与评价]
（1）实验结束时，为防止Cu被氧化，必须先停止加热，待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下，因此，若没有B瓶，冷却过程中装置内气压会减小，可能导致的后果是C中的溶液倒流进入A中，使试管破裂；
（2）从环保角度看，CO是有污染性的气体，逸散到空气中会污染空气，左图装置有缺陷，可以在装置末端扎一个气囊或放一盏点燃的酒精灯；
（3）检验生成的气体中是否含有CO，也可以将混合气体通过灼热的氧化铜粉末，看黑色固体是否会逐渐变红，因为CO和CuO会在加热条件下生成Cu和CO2，反应的化学方程式是。
17．(1)B
(2) 烧杯 镁燃烧消耗氧气，装置中气体减少，压强减小，小于外界压强
(3) 21 -3
(4)燃烧不一定需要氧气
(5)解：设生成氧化镁质量为x
答：生成氧化镁质量为40g。
【详解】（1）A. 金刚石、石墨和C60是碳元素的三种不同单质，它们是不同的物质，错误；
B. 它们的原子排列方式不同，正确；
C. 石墨能导电、金刚石不能导电，错误；
D. 三者都是碳单质，常温下化学性质稳定，不能与氧气反应，错误。
故选B。
（2）图中A仪器的名称是烧杯。镁条燃烧并冷却后打开弹簧夹，水能进入到集气瓶中的原因是镁燃烧消耗氧气，装置中气体减少，压强减小，小于外界压强。
（3）氧气体积约占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%。
氮化镁中镁元素化合价为正二价，设氮元素化合价为x，化合物中正负化合价代数和为零；则(+2) ×3+ x ×2=0，x=-3；镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，反应的化学方程式为。
（4）镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气（合理即可）。
（5）见答案。
18． ①④ 熔点高 化学性质稳定 吸附
【详解】（1）①空气中氮气的体积分数为78%＞70%，因此“人造空气”中氮气含量比空气低，说法正确；②氮气对氧气起稀释作用，说法错误；③吸入纯氧会损害人体健康，说法错误；④“人造空气”中不含二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等污染物，说法正确。故其中正确的填：①④。
（2）发射时，点燃铝粉，铝粉与氧气反应生成氧化铝，该反应的反应物为Al和O2，生成物为Al2O3,反应条件为点燃，故铝粉燃烧的化学方程式填：4Al+3O2 2Al2O3
（3）这种纳米硅酸盐涂料应具有高温下不熔化，不发生化学反应即化学性质稳定的性质，故填：熔点高、化学性质稳定。
（4）“神舟十一”航天服中有废气处理系统。先让废气进入一个装有活性炭的盒子除去臭气，这一过程利用了活性炭的吸附性，故填：吸附；再用氢氧化锂（LiOH）作吸收剂除去二氧化碳（氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水），该反应的反应物为LiOH和CO2,生成物为Li2CO3和H2O，反应条件为常温，不用标注，故化学方程式填：。
【点睛】本题主要考查运用所学化学知识分析和解决实际问题的能力，题目难度较大，能否找到并应用题目中的关键信息是解答本题的关键。
答案第1页，共2页
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