6.1金剛石、石墨和C60（解析版）考點直擊考點直擊典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1氧化還原反應1、碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）碳+某些金屬氧化物高溫金屬單質(zhì)+CO2↑2、氧化還原反應分析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(jié)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；3、碳與二氧化碳反應：C+CO22CO（吸熱反應）4、補充：置換反應：一種單質(zhì)與一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應。【典例1】工業(yè)煉鐵原理為3CO+Fe2O32Fe+3CO2，其中CO體現(xiàn)還原性。下列化學反應中有物質(zhì)體現(xiàn)還原性的是（）A．SO3+H2O═H2SO4 B．H2+CuOCu+H2O C．CuSO4+BaCl2═BaSO4↓+CuCl2 D．H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O【答案】B。【解析】A、該反應體現(xiàn)二氧化硫和水能反應的性質(zhì)，錯誤；B、該反應中氫氣奪取了氧化銅中的氧，體現(xiàn)還原性，正確；C、該反應是物質(zhì)陰陽離子的交換，不體現(xiàn)還原性，錯誤；D、該反應是物質(zhì)陰陽離子的交換，不體現(xiàn)還原性，錯誤。故選：B?！镜淅?】化學與我們的生活、生產(chǎn)、科技密切相關。（1）中國自主研發(fā)的“天問一號”火星探測車已成功登陸火星。硅片太陽能電池板是探測車主要高溫動力來源。在制硅反應SiO2+2CSi+2CO↑中，發(fā)生還原反應的物質(zhì)是SiO2。（2）我國具有豐富的海洋資源，海水中含量最多的陽離子是Na+（填離子符號）。（3）二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑，可應用于自來水和公共場所的殺菌、消毒處理。ClO2中氯元素的化合價為+4價。（4）超氧化鉀（KO2）常備于急救器和消防隊員背包中，能迅速與水反應放出氧氣，同時生成氫氧化鉀（KOH）以及種用于實驗室制取氧氣的物質(zhì)，其反應的化學方程式為2KO2+2H2O═2KOH+H2O2+O2↑?！敬鸢浮浚?）SiO2；（2）Na+；（3）+4；（4）2KO2+2H2O═2KOH+H2O2+O2↑?！窘馕觥浚?）由SiO2+2CSi+2CO↑，碳奪取了二氧化硅中的氧，具有還原性，作還原劑；二氧化硅失去了氧，發(fā)生了還原反應；（2）我國具有豐富的海洋資源，海水中氯化鈉含量最高，因此含量最多的陽離子是Na+。（3）ClO2中氧元素化合價是﹣2，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零可知，氯元素的化合價為+4價。（4）超氧化鉀（KO2）能迅速與水反應放出氧氣，同時生成氫氧化鉀（KOH）以及種用于實驗室制取氧氣的物質(zhì)，實驗室制取氧氣的物質(zhì)是過氧化氫；其反應的化學方程式為：2KO2+2H2O═2KOH+H2O2+O2↑。故答案為：（1）SiO2；（2）Na+；（3）+4；（4）2KO2+2H2O═2KOH+H2O2+O2↑?！咀兪接柧?】在2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑反應中，還原劑是（）A．C B．CO2 C．Fe2O3 D．Fe【答案】A。【解析】由反應的化學方程式2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑可知，氧化鐵失去氧生成鐵發(fā)生了還原反應，是氧化劑；碳得到氧生成二氧化碳發(fā)生了氧化反應，是還原劑。故選：A?！咀兪接柧?】下列關于物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律以及用途的總結(jié)中，正確的是（）A．H2O2、KMnO4、KClO3均含有氧氣，都屬于氧化物 B．鐵原子（Fe）和鐵離子（Fe3+）含有的質(zhì)子數(shù)相同，都屬于鐵元素 C．C、S、P在空氣中燃燒都生成氣體 D．在高溫條件下，C和CO都能使Fe2O3失去氧，在此反應中，C和CO都發(fā)生了還原反應【答案】B?！窘馕觥緼、H2O2、KMnO4、KClO3均屬于純凈物，均不含氧氣，H2O2屬于氧化物，KMnO4、KClO3均含有三種元素，不屬于氧化物，故選項說法錯誤。B、鐵原子（Fe）和鐵離子（Fe3+）含有的質(zhì)子數(shù)相同，都屬于鐵元素，故選項說法正確。C、C、S在空氣中燃燒都生成氣體，P在空氣中燃燒生成五氧化二磷固體，故選項說法錯誤。D、在高溫條件下，C和CO都能使Fe2O3失去氧，在此反應中，C和CO都奪取了氧化鐵中的氧，都發(fā)生了氧化反應，故選項說法錯誤。故選：B?！咀兪接柧?】分類、類比是學習化學常用的方法。（1）下列實驗或操作中均有氣泡出現(xiàn)。請從1﹣4號容器內(nèi)，氣泡中氣體的主要成分屬于純凈物或混合物的角度，將下列實驗A與C（填字母）分為一類，分類依據(jù)是：氣泡中氣體的主要成分均屬于純凈物。A．水通電分解B．檢查裝置氣密性C．向試管中加入稀硫酸（2）3CO+Fe2O33CO2+2Fe，H2+CuOH2O+Cu，在這兩個反應中Fe2O3、CuO都發(fā)生了還原反應，據(jù)此推測H2+CuOH2O+Cu反應中CuO發(fā)生了還原反應，此反應中氫元素的化合價由0價變?yōu)?1?！敬鸢浮浚?）C；純凈物；（2）CuO；0?！窘馕觥浚?）實驗A中試管1、2中的氣體分別是氫氣、氧氣，屬于純凈物；B中產(chǎn)生的氣體是空氣，C中產(chǎn)生的氣體是氫氣，則實驗A與C分為一類，分類依據(jù)是：氣泡中氣體的主要成分均屬于純凈物。（2）3CO+Fe2O33CO2+2Fe，H2+CuOH2O+Cu，在這兩個反應中Fe2O3、CuO都發(fā)生了還原反應，H2+CuOH2O+Cu反應中氧化銅失去了氧，發(fā)生了還原反應；氫氣屬于單質(zhì)，氫元素的化合價為0，此反應中氫元素的化合價由0價變?yōu)?1。故答案為：（1）C；純凈物；（2）CuO；0?？键c2碳單質(zhì)及其物理性質(zhì)和用途1.碳單質(zhì)的物理性質(zhì)比較碳單質(zhì)石墨C碳原子構(gòu)成金剛石C碳原子構(gòu)成C60C60分子構(gòu)成微觀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)深灰色的有金屬光澤不透明的細鱗片狀固體，耐高溫，質(zhì)地較軟，有滑膩感，有良好的導電性。無色透明的、正八面體形狀的固體。天然存在的最硬的物質(zhì)。用途作電極或電刷、石墨炸彈、制鉛筆芯、做坩堝，作機械高溫潤滑劑制裝飾品(鉆石)、制鉆頭、切割大理石、玻璃用于超導、催化、材料科學等領域性質(zhì)差異金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大的原因：碳原子的排列方式不同*C60中的60是指：一個C60分子中含有60個碳原子。*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）*同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。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、注意以下幾點：（1）關于碳單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途，可以根據(jù)“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”這個相互關系來互推巧記和理解；（2）雖然金剛石和石墨都是由碳元素組成的碳的單質(zhì)，但是金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，而石墨卻可以說是天然存在的最軟的物質(zhì)，它們的物理性質(zhì)之所以相差這么大，是由于其中的碳原子的排列方式不同造成的；（3）金屬光澤一般是金屬的特性，可是石墨卻具有金屬光澤，但是它不是金屬；這一點有特別注意；（4）不同種類的碳：①木炭和活性炭：有疏松多孔結(jié)構(gòu)，具有吸附性，可吸附色素、異味等。木炭：用于除去食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，作冰箱去味劑等?；钚蕴浚夯钚蕴康奈叫员饶咎繌姟Ｓ糜诜蓝久婢邽V毒罐中過濾毒氣，制糖工業(yè)中白糖脫色，用于凈水器、冰箱除味劑，環(huán)?；钚蕴堪取＂诮固浚河糜谝睙捊饘?。③炭黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡膠里做補強劑，增強耐磨性。（碳和炭的區(qū)別：“碳”是元素名稱，并不指具體某種物質(zhì)；“炭”表示由碳元素組成的具體物質(zhì)）?！镜淅?】中考實行網(wǎng)上閱卷，考生答題時必須用2B鉛筆填涂答題卡，2B鉛筆芯的主要成分是（）A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．鉛【答案】B。【解析】A、2B鉛筆芯的主要成分是石墨，鉛筆芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含木炭，故選項錯誤。B、石墨是天然存在的最軟的物質(zhì)之一，在紙張上劃過時容易留下痕跡，可用來制作鉛筆芯，鉛筆芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，故選項正確。C、2B鉛筆芯的主要成分是石墨，鉛筆芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含焦炭，故選項錯誤。D、2B鉛筆芯的主要成分是石墨，鉛筆芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含金屬鉛，故選項錯誤。故選：B。【典例4】“見著之微，見微之著”是化學的思維方法。如圖為金剛石、石墨、足球烯的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是（）A．它們都是由原子直接構(gòu)成的 B．構(gòu)成它們的原子的種類和大小都不同 C．構(gòu)成它們的原子種類相同，但原子的排列方式不同 D．只有石墨和足球烯能在氧氣中燃燒，金剛石不能燃燒【答案】C?！窘馕觥緼、足球烯是由C60分子構(gòu)成，不是由原子構(gòu)成，選項A錯誤；B、構(gòu)成三種物質(zhì)的都是碳原子，其種類和大小都相同，選項B錯誤；C、構(gòu)成原子種類相同，只是排列方式不同，形成三種不同物質(zhì)，選項C正確；D、三種物質(zhì)都具有碳的化學性質(zhì)，都可以在氧氣中燃燒，選項D錯誤；故選：C?！镜淅?】2021年10月16日，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送往天和核心艙，他們在太空駐留半年。為讓航天員更舒適，核心艙的壓強與空氣成分都與地球一致，飲食也盡量做到種類豐富、營養(yǎng)均衡。（1）火箭使用的主要燃料是偏二甲肼（C2H8N2）、助燃劑是四氧化二氮（N2O4），反應方程式為C2H8N2+2N2O4═2X↑+3N2↑+4H2O（一定條件下），其中X化學式為CO2。（2）核心艙內(nèi)空氣中含量最多的氣體是氮氣?？諝庵械漠愇叮赏ㄟ^含有活性炭的過濾器除去，此過程是利用了活性炭的吸附性?！敬鸢浮浚?）CO2；（2）氮氣；吸附?！窘馕觥浚?）由“C2H8N2+2N2O4═2X↑+3N2↑+4H2O”可知：反應前含有2個碳原子、8個氫原子、6個氮原子、8個氧原子，反應后有6個氮原子、8個氫原子、4個氧原子，剩余2個碳原子和4個氧原子，則X的化學式為CO2；故答案為：CO2；（2）核心艙的壓強與空氣成分都與地球一致，則核心艙內(nèi)空氣中含量最多的氣體是氮氣?？諝庵械漠愇?，可通過含有活性炭的過濾器除去，此過程是利用了活性炭的吸附性；故答案為：氮氣；吸附?！咀兪接柧?】下列關于用途的敘述，錯誤的是（）A．用活性炭做冰箱除味劑 B．用活性炭冶煉金屬 C．用石墨和黏土可制成鉛筆芯 D．用石墨可做干電池的電極【答案】B。【解析】A、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和異味，因此可用活性炭做冰箱除味劑，故A正確；B、冶煉金屬時不是用活性炭而是用焦炭，故B錯誤；C、石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰黑色痕跡，因此可用石墨和黏土可制成鉛筆芯，故C正確；D、石墨具有導電性，因此可用石墨可做干電池的電極，故D正確。故選：B?！咀兪接柧?】下列關于碳的各種模型（如圖）的說法，正確的是（）A．由圖1可推測常溫下碳的化學性質(zhì)很活潑 B．由圖2可知一個碳原子的質(zhì)量為12.01g C．圖3中三種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物相同 D．圖3中石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石，發(fā)生的是物理變化【答案】C?！窘馕觥緼、由圖1可知碳原子的最外層有4個電子，在化學反應中既不易得電子，也不易失電子，可推測常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，故A錯誤；B、由圖2可知碳的相對原子質(zhì)量為12.01，而不是一個碳原子的質(zhì)量為12.01g，故B錯誤；C、圖3中三種物質(zhì)都是由碳元素組成的單質(zhì)，由質(zhì)量守恒定律可知，三種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物相同，故C正確；D、圖3中石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石，有新物質(zhì)生成，發(fā)生的屬于化學變化，故D錯誤。故選：C?！咀兪接柧?】請從下列物質(zhì)中選擇填空（填序號）。①石墨②活性炭③木炭④C60（1）可用于制鉛筆芯的是①。（2）可用于超導體的是④。（3）可用作燃料的是③。（4）可用于去除冰箱異味的是②。（5）有疏松多孔的結(jié)構(gòu)的是②③?！敬鸢浮浚?）①。（2）④。（3）③。（4）②。（5）②③。【解析】（1）石墨質(zhì)軟，能在紙上留下灰黑色痕跡，可用于制鉛筆芯；故答案為：①。（2）C60可用于超導體；故答案為：④。（3）木炭具有可燃性，可用作燃料；故答案為：③。（4）活性炭具有吸附性，可用于去除冰箱異味；故答案為：②。（5）木炭和活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)；故答案為：②③?！咀兪接柧?】化學在日常生活、能源和科學技術等領域有廣泛應用。（1）科學家用Xe（氙氣）首次合成了XePtF6，在XePtF6中Xe、F分別顯+1、﹣1價，則XePtF6中Pt的化合價為+5。（2）氫氧燃料電池是一種新型電池，氫氣可通過以下反應獲?。?NaCl+2H2O2X+Cl2↑+H2↑，其中X的化學式為NaOH。（3）2021年10月，我國三位宇航員乘坐神舟十三號到太空出差6個月。字航員艙外服實際上是個獨立的狹小空間，廢氣處理系統(tǒng)保障著宇航員的生命。①該系統(tǒng)讓呼吸產(chǎn)生的廢氣進入一個裝有活性炭的濾網(wǎng)除去有害氣體，此過程利用了活性炭的吸附性。②宇航員呼出的二氧化碳用含氫氧化鋰（LiOH）的過濾網(wǎng)吸收，生成碳酸鋰和水，反應的化學方程式為CO2+2LiOH═Li2CO3+H2O?！敬鸢浮浚?）+5；（2）NaOH；（3）①吸附；②CO2+2LiOH═Li2CO3+H2O?！窘馕觥浚?）在XePtF6中Xe、F分別顯+1、﹣1價，設Pt的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：（+1）+x+（﹣1）×6＝0，則x＝+5價。（2）由質(zhì)量守恒定律：反應前后，原子種類、數(shù)目均不變，由反應的化學方程式，反應前鈉、氯、氧、氫原子個數(shù)分別為2、2、4、2，反應后的生成物中鈉、氯、氧、氫原子個數(shù)分別為0、2、2、0，根據(jù)反應前后原子種類、數(shù)目不變，則2X分子中含有2個鈉原子、2個氫原子和2個氧原子，則每個X分子由1個鈉原子、1個氧原子、1個氫原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學式為NaOH。（3）①該系統(tǒng)讓呼吸產(chǎn)生的廢氣進入一個裝有活性炭的濾網(wǎng)除去有害氣體，此過程利用了活性炭的吸附性，能吸附有害氣體。②二氧化碳與氫氧化鋰反應生成碳酸鋰和水，反應的化學方程式為CO2+2LiOH═Li2CO3+H2O。故答案為：（1）+5；（2）NaOH；（3）①吸附；②CO2+2LiOH═Li2CO3+H2O?？键c3碳的化學性質(zhì)碳的幾種單質(zhì)物理性質(zhì)各異，而化學性質(zhì)卻相似。1、常溫下化學性質(zhì)不活潑（原因：碳原子的最外層電子數(shù)為4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨書寫繪畫，檔案用碳素墨水書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強耐腐蝕性。2、可燃性（作燃料）反應物氧氣充足，碳完全燃燒氧氣不足，碳不完全燃燒C+O2點燃CO22C+O2點燃2CO質(zhì)量比3：83：4結(jié)論反應物相同時，若反應物的用量不同，則生成物不同應用證明某物質(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。3、還原性木炭還原氧化銅實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論=1\*GB3①黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；=2\*GB3②澄清石灰水變渾濁。生成了紅色的銅和二氧化碳；化學方程式C+2CuO高溫2Cu+CO2實驗分析=1\*GB3①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\*GB3②火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。=3\*GB3③實驗結(jié)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\*GB3④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，【典例6】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）書寫具有保存價值的檔案使用碳素墨水，其原因是常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。（2）在新買的轎車內(nèi)放活性炭可減少異味，這是利用活性炭的吸附性。（3）C60廣泛應用于超導、催化劑、材料、醫(yī)學及生物領域，C60屬于單質(zhì)（選填“單質(zhì)”或“化合物”）。（4）家庭液化氣的主要成分之一是丙烷（C3H8），反應的化學方程式為C3H8+5O23CO2+4X，則X的化學式為H2O。（5）金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大的原因是碳原子排列方式不同?！敬鸢浮浚?）常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。（2）吸附。（3）單質(zhì)。（4）H2O。（5）碳原子排列方式不同?！窘馕觥浚?）書寫具有保存價值的檔案使用碳素墨水，其原因是常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。故答案為：常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。（2）在新買的轎車內(nèi)放活性炭可減少異味，這是利用活性炭的吸附性。故答案為：吸附。（3）C60是由碳元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)。故答案為：單質(zhì)。（4）反應前后碳原子都是3個，反應前氫原子是8個，反應后應該是8個，包含在未知物質(zhì)中，反應前氧原子是10個，反應后應該是10個，其中4個包含在未知物質(zhì)中，則X的化學式為H2O。故答案為：H2O。（5）金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大的原因是碳原子排列方式不同。故答案為：碳原子排列方式不同?！镜淅?】《天工開物》中介紹了用碳和氧化鋅在高溫條件下冶煉鋅的方法，化學方程式為：2ZnO+C2Zn+CO2↑。該反應中具有還原性的反應物是碳，ZnO中鋅元素的化合價為+2價?！敬鸢浮刻?；+2?！窘馕觥刻紛Z取了氧化鋅中的氧，具有還原性。在化合物中氧元素一般顯﹣2價，設鋅元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：x+（﹣2）＝0，則x＝+2價。故答案為：碳；+2?！咀兪接柧?】碳與碳的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途。（1）圖1是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子的最外層電子數(shù)為4。（2）圖2、3、4對應三種碳單質(zhì)，圖2單質(zhì)的名稱是金剛石；它們的物理性質(zhì)相差很大，其原因是碳原子的排列方式不同。（3）普通干電池采用石墨作為電極材料，是利用石墨優(yōu)良的導電性。（4）如圖5是木炭還原氧化銅的實驗，實驗中酒精燈火焰處加網(wǎng)罩，其作用是集中火焰、提高溫度。此反應中發(fā)生還原反應的物質(zhì)是CuO（填化學式）?！敬鸢浮浚?）4；（2）金剛石；碳原子的排列方式不同；（3）導電；（4）集中火焰、提高溫度；CuO?！窘馕觥浚?）由圖可知，碳原子的最外層電子數(shù)為4；故答案為：4；（2）由圖可知，圖2的單質(zhì)名稱是金剛石；圖2、3、4對應三種碳單質(zhì)分別是金剛石、石墨、C60，金剛石和石墨均是由碳原子構(gòu)成，C60由C60分子構(gòu)成，C60分子由碳原子構(gòu)成，但是碳原子的排列方式不同，所以物理性質(zhì)差異很大；故答案為：金剛石；碳原子的排列方式不同；（3）普通干電池采用石墨作為電極材料，是利用石墨優(yōu)良的導電性；故答案為：導電；（4）實驗中酒精燈火焰處加網(wǎng)罩，其作用是：集中火焰、提高溫度；木炭和氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳，該反應中氧化銅失去氧，發(fā)生還原反應，故答案為：集中火焰、提高溫度；CuO?！咀兪接柧?】金剛石、石墨、C60都是由碳元素形成的單質(zhì)，它們的原子排列方式不同，導致它們在性質(zhì)上存在著明顯差異。（1）請寫出另一組由同種元素形成的不同單質(zhì)紅磷、白磷（或氧氣、臭氧等）。（2）石墨具有優(yōu)良的導電性，常用作干電池的電極。（3）硅是一種良好的半導體材料。工業(yè)上制粗硅的反應為：2C+SiO2Si+2CO↑，該反應中SiO2發(fā)生還原（填“氧化”或“還原”）反應。（4）已知反應：2Mg+CO22MgO+C，則Mg著火時不能（填“能”或“不能”）使用干粉滅火器滅火。【答案】（1）紅磷、白磷（或氧氣、臭氧等）；（2）導電性；（3）還原；（4）MgO；不能?！窘馕觥浚?）紅磷、白磷（或氧氣、臭氧等）是另一組由同種元素形成的不同單質(zhì)。（2）石墨具有優(yōu)良的導電性，常用作干電池的電極。（3）工業(yè)上制粗硅的反應為：2C+SiO2Si+2CO↑，該反應中SiO2失去了氧，發(fā)生了還原反應。（4）由質(zhì)量守恒定律：反應前后，原子種類、數(shù)目均不變，由反應的化學方程式，反應前鎂、碳、氧原子個數(shù)分別為2、1、2，反應后的生成物中鎂、碳、氧原子個數(shù)分別為0、1、0，根據(jù)反應前后原子種類、數(shù)目不變，則2X分子中含有2個鎂原子和2個氧原子，則每個X分子由1個鎂原子和1個氧原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學式為MgO。Mg能在二氧化碳中燃燒，鎂著火時不能使用干粉滅火器滅火。故答案為：（1）紅磷、白磷（或氧氣、臭氧等）；（2）導電性；（3）還原；（4）MgO；不能?！咀兪接柧?】實驗小組利用如圖所示裝置分別進行木炭還原氧化銅的實驗。（1）木炭與氧化銅反應的化學方程式為C+2CuO2Cu+CO2↑，該反應的基本反應類型是置換反應。（2）實驗開始前，將木炭研磨成粉末狀與氧化銅粉末均勻混合，簡要說明其原理及目的增大接觸面積，使其充分反應；酒精燈上加銅網(wǎng)的作用是集中火焰，升高溫度。（3）圖1實驗中可觀察到的現(xiàn)象是固體粉末由黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁。圖2實驗中，當試管底部的固體顏色發(fā)生明顯變化時，停止加熱；發(fā)現(xiàn)試管中的固體顏色仍由下而上繼續(xù)蔓延，由此現(xiàn)象可以說明木炭與氧化銅的反應是（填“吸熱”或“放熱”）放熱反應。（4）反應結(jié)束一段時間后，發(fā)現(xiàn)圖1的試管中生成的部分銅單質(zhì)的顏色發(fā)生改變；而圖2裝置可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。寫出圖2實驗的操作步驟反應停止后關閉彈簧夾?！敬鸢浮浚?）C+2CuO2Cu+CO2↑；置換反應；（2）增大接觸面積，使其充分反應；集中火焰，升高溫度；（3）固體粉末由黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁；放熱；（4）反應停止后關閉彈簧夾。【解析】（1）木炭與氧化銅反應，反應物為木炭與氧化銅，生成物為銅和二氧化碳，反應條件為高溫，所以反應的化學方程式為：C+2CuO2Cu+CO2↑；反應物為單質(zhì)和化合物，生成物也為單質(zhì)和化合物，所以基本反應類型為：置換反應；（2）實驗開始前，將木炭研磨成粉末狀與氧化銅粉末均勻混合，其原理及目的是：增大接觸面積，使其充分反應；酒精燈上加銅網(wǎng)的作用是：集中火焰，升高溫度；（3）圖1實驗中，木炭和氧化銅粉都是黑色，生成的銅粉是紅色，所以可觀察到的現(xiàn)象是固體粉末由黑色變?yōu)榧t色，又因為反應生成二氧化碳，所以可以觀察到澄清石灰水變渾濁；當試管底部的固體顏色發(fā)生明顯變化時，停止加熱；發(fā)現(xiàn)試管中的固體顏色仍由下而上繼續(xù)蔓延，由此現(xiàn)象可以說明木炭與氧化銅的反應是放熱反應。（4）反應結(jié)束一段時間后，發(fā)現(xiàn)圖1的試管中生成的部分銅單質(zhì)的顏色發(fā)生改變；而圖2裝置可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。圖2實驗的操作步驟為：反應停止后關閉彈簧夾，避免在較高溫度下，單質(zhì)銅被空氣重新氧化。故答案為：（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；置換反應；（2）增大接觸面積，使其充分反應；集中火焰，升高溫度；（3）固體粉末由黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁；放熱；（4）反應停止后關閉彈簧夾。課堂鞏固訓練課堂鞏固訓練一、選擇題。1．（2021?重慶）已知CO+CuOCu+CO2，該反應中發(fā)生還原反應的物質(zhì)是（）A．CO B．CuO C．Cu D．CO2【答案】B?！窘馕觥吭贑O+CuOCu+CO2中氧化銅失去氧，發(fā)生了還原反應，被還原，而一氧化碳得到氧，發(fā)生了氧化反應，被氧化。故選：B。2．（2022?賓陽縣一模）在城市建設過程中，經(jīng)常用到玻璃材料．切割玻璃的玻璃刀頭上鑲的物質(zhì)是（）A．石墨 B．硬玻璃 C．不銹鋼 D．金剛石【答案】D?！窘馕觥坑深}意可知，經(jīng)常用到玻璃材料。切割玻璃的玻璃刀頭上鑲的物質(zhì)應是硬度很大的物質(zhì)，該物質(zhì)是金剛石，金剛石是天然存在的最硬的礦物質(zhì)。故D正確。故選：D。3．（2021秋?太原期末）活性炭口罩具有防毒、除臭、濾菌、阻塵等功效，其中除臭是利用了活性炭的（）A．導電性 B．導熱性 C．滑膩感 D．吸附性【答案】D?！窘馕觥炕钚蕴烤哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，具有吸附性，因此可用活性炭來吸附色素和異味，可除臭。故選：D。4．（2021?硯山縣二模）金剛石、石墨和C60的化學性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異，其原因是（）A．構(gòu)成它們的原子數(shù)目不同 B．構(gòu)成它們的原子大小不同 C．金剛石、石墨和C60由不同種原子構(gòu)成 D．金剛石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同【答案】D?！窘馕觥拷饎偸?、石墨和C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性質(zhì)不同，故選D。5．（2022?三水區(qū)校級開學）石墨具有優(yōu)異的光學、電學和力學特性，是一種革命性材料。如圖為金剛石、石墨和石墨烯的結(jié)構(gòu)模型，圖中小球代表碳原子，下列說法正確的是（）①石墨烯是一種新型化合物②三種物質(zhì)分別在足量的氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物相同③金剛石和石墨烯是組成相同但結(jié)構(gòu)不同的兩種物質(zhì)④構(gòu)成金剛石和石墨的原子大小不同A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④【答案】B?！窘馕觥竣偈┦怯商荚訕?gòu)成的，所以是一種新型單質(zhì)，故①錯誤；②三種物質(zhì)分別在足量的氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物相同，都是二氧化碳，故②正確；③金剛石和石墨烯都是由碳元素組成的，但是結(jié)構(gòu)不同的兩種物質(zhì)，故③正確；④構(gòu)成金剛石和石墨的原子大小是相同的，故④錯誤。故選：B。二、填空題。6．（2021秋?鳳凰縣期末）對比、分析、歸納是學習化學的重要方法。（1）已知H2、CO、C是初中化學常見的還原劑，請分析下列反應：H2+CuOCu+H2O3CO+Fe2O32Fe+3CO2C+O2CO2得出的結(jié)論是：物質(zhì)（如H2、CO、C）作還原劑時，所含元素中，一定有元素的化合價在反應后升高（選填“升高”或“降低”或“不變”）。（2）依據(jù)上述結(jié)論，則在反應SO2+2H2S═3S+2H2O中作為還原劑的物質(zhì)是H2S。（3）已知甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的化學式分別為CH4、C2H6、C3H8、C4H10，從中發(fā)現(xiàn)這類碳氫化合物的分子中，碳原子和氫原子的結(jié)合有一定規(guī)律，若1個分子中的碳原子個數(shù)為n，則其化學式為CnH（2n+2）?！敬鸢浮浚?）升高；（2）H2S；（3）CnH（2n+2）?！窘馕觥浚?）在H2+CuOCu+H2O；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；C+O2CO2中，H2、C屬于單質(zhì)，其中氫元素和碳元素的化合價為0；CO中氧元素顯﹣2價，碳元素顯+2價；生成物水、二氧化碳中，水中氫元素顯+1價，二氧化碳中碳元素顯+4價，則物質(zhì)（如H2、CO、C）作還原劑時，所含元素中，一定有元素的化合價在反應后升高．故填：升高；（2）根據(jù)反應可以看出，二氧化硫中硫元素的化合價反應后降低，氧元素的化合價不變，故不是還原劑；硫化氫中氫元素的化合計反應前后不變，硫元素的化合價由反應前的﹣2價變?yōu)?價，故化合價升高，作的是還原劑；H2S；故填：H2S；（3）甲烷（CH4）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10），碳原子的個數(shù)分別是1、3、4時，氫原子個數(shù)是4、8、10，所以分子中的碳原子數(shù)為n，則其化學式為CnH（2n+2）；故填：CnH（2n+2）。7．（2021秋?舞陽縣期末）鈉元素和鎂元素的本質(zhì)區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同；H2O和H2O2都是由氫元素和氧元素組成，但是化學性質(zhì)不同，是因為分子構(gòu)成不同，金剛石與石墨物理性質(zhì)差異比較大的原因是碳原子的排列方式不同。【答案】質(zhì)子數(shù)；分子構(gòu)成；碳原子的排列方式不同?！窘馕觥扛鶕?jù)元素的定義可知，質(zhì)子數(shù)不同元素的種類不同，故鈉元素和鎂元素的本質(zhì)區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同；水是由水分子構(gòu)成，過氧化氫是由過氧化氫分子構(gòu)成，根據(jù)分子的定義可知，兩種物質(zhì)化學性質(zhì)不同的原因是分子構(gòu)成不同；金剛石和石墨物理性質(zhì)差異比較大的原因是碳原子的排列方式不同；故答案為：質(zhì)子數(shù)；分子構(gòu)成；碳原子的排列方式不同。8．（2021秋?崆峒區(qū)校級期末）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為碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為4，常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）．（2）圖2、3、4對應三種碳單質(zhì)：圖2單質(zhì)的名稱是金剛石，圖3單質(zhì)的名稱是石墨，圖4單質(zhì)的化學式是C60．（3）C為+4價，Cl為﹣1價，由C和Cl組成的化合物的化學式為CCl4．【答案】（1）4；不活潑；（2）金剛石；石墨；C60；（3）CCl4?！窘馕觥浚?）由原子結(jié)構(gòu)示意圖的意義可知，碳原子最外層電子數(shù)為4；既不易得電子，也不易失電子，常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑；（2）由碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)可知，圖②的碳原子的排列是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的單質(zhì)的名稱是金剛石；圖3是層狀結(jié)構(gòu)屬于石墨；圖④由60個原子構(gòu)成的分子，形似足球，具有這種結(jié)構(gòu)的單質(zhì)的化學式是C60．（3）正價在前，負價在后，先約簡再交叉，所以C和Cl組成的化合物的化學式為：CCl4故答案為：（1）4；不活潑；（2）金剛石；石墨；C60；（3）CCl4．9．（2022?常德）化學源于生活，應用于生活。（1）儲備化學知識①鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖；②三個氧原子構(gòu)成的分子O3（填化學式）；③2OH﹣2個氫氧根離子（填表達的含義）。（2）解答生活問題：①蚊蟲叮咬處，涂抹肥皂水，可減輕痛癢，這是因為肥皂水顯堿性；②中國的水墨畫一般用墨汁完成，比西方的油畫容易保存，這是因為墨汁中的碳在常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定?！敬鸢浮浚?）①。②O3。③2個氫氧根離子。（2）①堿。②化學性質(zhì)穩(wěn)定?！窘馕觥浚?）①鈉原子核外電子數(shù)是11，第一層是2個，第二層是8個，第三層是1個，鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖：。故答案為：。②三個氧原子構(gòu)成的分子是臭氧分子，可以表示為O3。故答案為：O3。③2OH﹣表示2個氫氧根離子。故答案為：2個氫氧根離子。（2）①蚊蟲叮咬處，涂抹肥皂水，可減輕痛癢，這是因為肥皂水顯堿性。故答案為：堿。②中國的水墨畫一般用墨汁完成，比西方的油畫容易保存，這是因為墨汁中的碳在常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定。故答案為：化學性質(zhì)穩(wěn)定。10．（2021秋?南丹縣期末）化學與生活息息相關。請用所學化學知識回答下列問題：（1）氧氣可用于搶救危重病人，是因為氧氣能幫助呼吸。（2）長期飲用硬水不利于健康，生活中常用煮沸方法來降低水的硬度。（3）鐵在氧氣中燃燒的實驗里，集氣瓶底放少量水的作用是防止高溫熔化物濺落炸裂集氣瓶底。（4）水銀是體溫計中的物質(zhì)，構(gòu)成水銀的微粒是汞原子（填名稱）。（5）用墨汁繪制的字畫年深日久不褪色，這是因為常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定?！敬鸢浮浚?）幫助呼吸；（2）煮沸；（3）防止高溫熔化物濺落炸裂集氣瓶底；（4）汞原子；（5）化學性質(zhì)穩(wěn)定?！窘馕觥浚?）氧氣可用于搶救危重病人，是因為氧氣能幫助呼吸；（2）硬水中的可溶性鈣鎂礦物質(zhì)熱穩(wěn)定性差，受熱易分解生成難溶性物質(zhì)，故生活中常用煮沸方法來降低水的硬度；（3）鐵在氧氣中燃燒的實驗里，集氣瓶底放少量水是為了防止高溫熔化物濺落炸裂集氣瓶底；（4）構(gòu)成水銀的微粒是汞原子；（5）用墨汁繪制的字畫年深日久不褪色，這是因為常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定；故答案為：（1）幫助呼吸；（2）煮沸；（3）防止高溫熔化物濺落炸裂集氣瓶底；（4）汞原子；（5）化學性質(zhì)穩(wěn)定。11．（2021秋?灤州市期末）化學就在我們身邊，與我們的生活息息相關。請回答下列生活中的化學問題。（1）醫(yī)療急救時需要氧氣，是因為氧氣能供給呼吸。（2）用墨書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間不變色的原因是常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定。（3）生活中可用肥皂水來檢驗是硬水還是軟水，要降低水的硬度，在生活中可采取的簡便可行的方法是煮沸（或加熱煮沸）。（4）通常用活性炭除去冰箱中的異味，這是因為活性炭具有吸附性?！敬鸢浮浚?）供給呼吸；（2）常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定；（3）肥皂水；煮沸（或加熱煮沸）（4）吸附?！窘馕觥浚?）氧氣能供給呼吸，可用于醫(yī)療急救。（2）墨的主要成分是碳，用墨書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間不變色，是因為常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定。（3）硬水含有較多的鈣、鎂離子，而軟水含有較少的或不含鈣、鎂離子，所以當加入肥皂水并攪拌后，硬水不會產(chǎn)生或產(chǎn)生較少的泡沫，而軟水能夠產(chǎn)生大量的泡沫，可以據(jù)此來選擇肥皂水來區(qū)分硬水和軟水；煮沸能除去水中的一些可溶性鈣、鎂化合物，生活中常用煮沸的方法軟化硬水。（4）活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有較好的吸附作用，能吸附異味和色素。故答案為：（1）供給呼吸；（2）常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定；（3）肥皂水；煮沸（或加熱煮沸）（4）吸附。三、實驗探究題。12．（2021秋?東莞市期末）李洋同學在實驗室用木炭和氧化銅兩種黑色粉末在高溫下反應制取單質(zhì)銅，他聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學性質(zhì)，認為在該實驗中還可能會有CO產(chǎn)生。【查閱資料】CO氣體能使?jié)駶櫟狞S色氯化鈀試紙變藍色?！緦嶒烌炞C】（1）點燃A處酒精燈，數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅，反應的化學方程式為：C+2CuO2Cu+CO2↑。（2）裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。（3）剛開始預熱時，B中立即有氣泡產(chǎn)生，但石灰水不變渾濁，原因是玻璃管內(nèi)空氣受熱膨脹逸出，實驗結(jié)束后應該先拿出導管（填“熄滅酒精燈”或“拿出導管”）。（4）C裝置中出現(xiàn)濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色的現(xiàn)象，說明有CO氣體生成，證明該同學的判斷是正確的?！緦嶒灧此肌浚?）李洋同學對CO產(chǎn)生的原因進行了分析。①原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接反應放出產(chǎn)生CO。②原因二：反應中的一種產(chǎn)物和反應物木炭又發(fā)生了新的化學反應，產(chǎn)生了CO，請你從原因一、原因二中選擇其一，用化學方程式表示其反應原理：C+CuOCu+CO↑或2C+O22CO。（6）此實驗裝置存在缺陷，應該如何改進？末端放一盞酒精燈，進行尾氣處理?！敬鸢浮緾+2CuO2Cu+CO2↑；（2）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；（3）玻璃管內(nèi)空氣受熱膨脹逸出；拿出導管。（4）濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色；（5）C+CuOCu+CO↑或2C+O22CO；（6）：末端放一盞酒精燈，進行尾氣處理?！窘馕觥浚?）木炭和氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，反應的方程式為：C+2CuO2Cu+CO2↑；故答案為：C+2CuO2Cu+CO2↑；（2）B中是二氧化碳和氫氧化鈣生成碳酸鈣和水，反應的方程式為：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；故答案為：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；（3）剛開始預熱時