碳和碳的氧化物金刚石、石墨和C60自主学习1．下列物质中可用来刻划玻璃的是( )A.大理石B.石墨C.金刚石D.铝答案:C2．下列关于石墨的性质和用途的说法中，不正确的是( )A.熔点高，有滑腻感，可用于制润滑剂B．质软，在纸上划过留痕迹，可用于制铅笔芯C．有良好的导电性，可用于制干电池中的电极D．耐高温，可用于制作刻划玻璃的工具答案:D3．人们把活性炭加入红糖溶液中脱色，这是利用了它的( )A.氧化性B.吸附性C．还原性D．不溶于水答案:B4．下列物质属于混合物的是( )A．冰和水B．金刚石和石墨 C.四氧化三铁D．二氧化碳答案:B5．古代的字画经久不变色，其原因是( )A.颜料质量好B.字画保存得好C．碳的化学性质在常温下稳定D．因为是黑色的答案:C6．下列关于碳的化学性质的叙述中错误的是( )A.碳和氧气反应时，产物只能是二氧化碳B.碳和氧气反应无论生成物是什么，都要放出热量C．炽热的碳能还原二氧化碳D．碳和氢化铜反应中，碳有还原性答案:A基础巩固7．金刚石和石墨都是由______________组成的______________，它们的____________性质存在巨大差异，其主要原因是__________________________________________.答案:碳元素单质物理碳原子的排列不同8．石墨可用来做电极，因为它有______________；金刚石可以做石油钻机的钻头，因为它是______________；活性炭用来除臭、脱色是利用它的______________；制造墨、油墨等需用______________；冶炼生铁需用______________.答案:良好的导电性自然界最硬的物质吸附性炭黑焦炭9．金刚石与石墨的化学性质______________.在常温下，它们的化学性质______________，随着温度的升高，活动性______________.答案:相同稳定增强10．用木炭还原氧化铜的装置与实验室用______________制取氧气的装置相似，该实验观察到在黑色固体中出现______________色物质，证明产物有CO2的方法是______________，整个实验中所用的仪器有____________________________.答案:高锰酸钾红将产生的气体通入澄清的石灰水试管、铁架台(带铁夹)、单孔橡皮塞、玻璃导管11．铅笔有软和硬的差别，这是由于石墨太软，光用石墨作笔心，既易断，又易磨损，因此生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉末，以增加硬度．表6-1为部分铅笔的标号及笔心原料的配比．试回答下列问题：(1)表6-1中硬度最大的铅笔是_________________(填序号)；(2)请列举石墨的另一种用途___________________________________________.A.石墨粉B．活性炭 C.木炭粉 D.炭黑答案:D14．可以把金刚石、石墨、氧气归为一类物质，下列物质中与它们同一类的有( )A.水B．氢气 C.二氧化碳 D.空气答案:B15．据报道意大利科学家使用普通氧分子与带正电的氧离子作用，制造出新物质O4．下列关于O4的说法正确的是( )A.O4与O2、O3都是氧单质B.合成O4的反应属于物理变化C．O4分子是由氧元素构成的 D.O4属于氧化物答案:A16．下列变化属于化学变化的是( )A.混有红棕色二氧化氮的空气通过装有木炭的玻璃管，气体颜色消失B．石墨高温高压下变成金刚石C．蒸馏水中滴入几滴红墨水，加适量活性炭，搅拌过滤后滤液褪色D．石墨制铅笔芯答案:B判断一种变化是否为化学变化，关键在于变化时有无新的物质生成．有新的物质生成的变化是化学变化，没有新的物质生成的变化是物理变化．本题中木炭、活性炭的吸附作用是将被吸附的气体或小题粒吸附在它的表面，并没有新的物质生成，因此不属于化学变化．石墨制铅笔芯是将石墨和粘土简单混合而制成的，也不是化学变化．石墨和金刚石是碳元素的两种不同单质，是两种不同的物质，因此石墨高温高压下变成金刚石是化学变化．17．下列说法正确的是( )A.金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以两者混合在一起形成的是纯净物B.金刚石和石墨燃烧后都能生成二氧化碳，证明它们都是仅由碳元素组成的C．石墨能导电，木炭有吸附性D.金刚石和石墨物理性质的差异是由于两种物质的组成元素不同答案:C 物质的物理性质除了与组成的元素种类和数量有关外，还决定于这种物质的结构．构成物质的微粒间以怎样的方式排列，这是物质结构的基本内容之一．本题可从这方面)、白磷和红磷、足球烯(C60)和金进行思考．按照这一思路同样可以解释氧气(O2)和臭氧(O3刚石、石墨等物质的有关问题．18．2002年中国足球队进入“世界杯”。
，小小足球牵动着人们的心．化学物质中有一种由多个五边形和六边形组成的形似足球的笼状分子，称为“足球烯”(如图6-1)，化学式(分子式)为C60.关于C60的说法正确的是( )A．属于单质B．属于混合物C．碳元素的化合价为+4 D.相对分子质量为60答案:A19．水煤气主要成分是CO和H2．通常由反应C+H高温CO+ H2来制图6—1 足球烯结构得，关于这个反应的说法正确的是( )A.这是一个置换反应B．反应中，C是还原剂C．反应中H2O是还原剂D．反应中，H2是还原剂答案:AB20．中国科学技术大学钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级的金刚石粉末．该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立即被科学家们评价为“稻草变黄金”．同学们对此的一些“理解”不正确的是式( )A.金刚石属于金属单质B．制造过程中元素的种类没有发生变化C ．CCl 4是一种化合物 D.这个反应是置换反应答案:A21．有一包黑色粉末4．8g ，它是由氧化铜和木炭粉混合而成，现将它装入大试管中，加热到不再生成红色物质为止，冷却后分离，得红色物质2．4g,那么原混合物中氧化铜的质量分数可能是( )A ．95．3％B ．90．6％ C.62．5％ D ．无法确定答案:C22．在蜡烛火焰的上方盖一片碎瓷片，片刻后瓷片上有非常细小的黑色物质出现，这种物质是________________.答案:炭黑23．用“碳”和“炭”填空：(1)木____________属于一种无定形____________；(2)金刚石和石墨都是___________的单质；(3)CO 和CO 2中____________元素呈不同的化合价；(4)冶炼生铁需要大量的焦____________.答案:(1)炭 碳 (2)碳 (3)碳 (4)炭 分析：“碳”和“炭”的用法容易出错．碳指的是碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，有广泛概括的含义，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时用“碳”；“炭”指的是具体物质，如炭黑、木炭、活性炭、焦炭等，这几种物质都是由碳元素形成的单质，表示名称时用炭．本题可从以上思路进行思考．24．以美国为首的北约部队空袭南联盟的发电厂时，使用了一种“石墨炸弹”．这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，使设备短路而停电．其原因是____________.北约军队准备使用的还有一种“油气炸弹”，这种炸弹爆炸是首先放出大量可燃性气体，然后将可燃性气体引爆．这时躲在防护工事里的人，即使不被炸死，也不能生还．其原因是________________________.答案:石墨有良好的导电性 该炸弹爆炸时消耗了大量的氧气，使防护工事里的人因缺氧而窒息死亡25．木炭、硫磺、火硝(KNO 3)按一定比例混合而成的黑火药，爆炸时生成硫化钾、氮气和二氧化碳．黑火药爆炸的化学方程式是____________________________________.答案：3C+S+2KNO 3 高温 K 2S+N 2↑+3CO 2↑26．现有ag 氧气和bg 单质碳，在密闭的容器里充分反应，求下列各情况下a ／b 的取值范围：(1)全部生成二氧化碳，a ／b 的范围是_______________________________________________；(2)全部生成一氧化碳，a ／b 的范围是_______________________________________________；(3)既生成二氧化碳又生成一氧化碳，a ／b 的范围是___________________________________．答案：(1)a ／B ＞8／3 (2)a/b ＜4／3 (3)4／3＜a ／b ＜8／3碳与氧气的反应有两种情况：C+O 2−−→−点燃CO 2，2C+O 2 点燃2CO ．到底发生哪一个或两个反应，可根据题目中的产物要求来判断，然后根据化学方程式计算出相应的质量比范围．27．图6-2为高温下用过量的木炭粉还原氧化铜的实验装置图．(1)根据B中发生的现象，可判断反应是否开始发生，则B中的试剂为(填名称)__________________；(2)a处排出的气体中，除没有排尽的空气和被完全吸收的带有水蒸气的二氧化碳外，还一定含有少量(填化学式)__________________气体；(3)写出A中反应的化学方程式_______________________________________．图6-2答案：(1)石灰水(2)CO (3)C+2CuO 高温2Cu+CO2↑CO2+C高温2CO28．既然金刚石和石墨都是碳元素的单质，那么金刚石和石墨之间的相互转化是物理变化过程，对吗?为什么?答案：不对；因为金刚石和石墨是两种不同的物质，由金刚石转变为石墨有新物质产生，是化学变化．29．现用图6-3所示的实验装置及药品证明“石墨是由碳元素组成的单质”这一结论．实验前需要测得哪几个数据?如何通过这些数据说明上述结论?(石墨已烘干，所带少量水分省略不计；浓硫酸作干燥剂)图6-3答案：反应前石墨的质量W1；B容器以及浓硫酸的质量W2；C容器以及石灰水的质量W3。
将石墨在充满氧气的A容器中充分燃烧至无残留物．反应后B容器以及浓硫酸的质量W2′，C容器及石灰水的质量W3′，由题意W2=W2′，则W1=(W3′-w3)×12／44．本题是利用石墨燃烧法来证明“石墨是由碳元素组成的单质”这一结论，只需测得反应后生成的二氧化碳气体中的碳元素质量与石墨的质量相等即可，而二氧化碳气体被澄清石灰水吸收，因此实验前后需测哪些数据就不难得知．30．有两包黑色粉末，分别是铁粉和木炭粉，请你设计实验，分别用两种方法鉴别这两种黑色粉末，简要写出实验步骤、现象、结论．答案：方法1：用磁铁分别检验两种物质，能被磁铁吸引的物质为铁粉，不能被磁铁吸引的物质为木炭粉；方法2：分别取两种物质各少量在空气中充分灼烧，灼烧后消失的是木炭粉，有残留物的是铁粉．31．现有含杂质为15％的氧化铜160g(杂质不参加反应)，要将其还原为金属铜，至少需要碳多少克?(相对原子质量：C—12；0—16；Cu—64)答案：19．2 g32．木炭和碳酸钙(CaCO3)的混合物在空气中受强热后，碳酸钙完全分解生成氧化钙(CaO)和二氧化碳，木炭被完全氧化．如果生成二氧化碳的总质量等于混合物的总质量，试计算混合物中木炭的质量分数．答案：17．4％混合物中木炭和碳酸钙在强热后发生的反应为：C+O2高温CO2，CaCO3高温CaO+CO2↑．由题意可知，C和CaCO3混合物的质量=反应生成的CO2的总质量，据化学方程式和质量守恒定律可知，C完全燃烧所消耗氧气的质量：CaCO3完全分解所生成CaO的质量，从而计算出木炭的质量分数．此外，本题还可根据反应前后碳元素的质量不变这一守恒原理进行巧解．中考链接33．(2010，宜昌)1985年科学家发现了C60分子．1991年科学家又发现一种新的碳单质—一碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子[如图6-4中(d)，图中小黑点均代表碳原子]，读图6-4，用你所学到的化学知识回答下列问题．(1)C60分子的结构示意图是_________________(填序号)(2)请你推测C60和碳纳米管可能具有哪些化学性质?简要说明理由．(3)根据你推测的结果，请你设计一个实验，验证你的推测.图6—4答案：(1)(c) (2)常温下稳定性；可燃性；还原性．因为它们都是碳的单质，具有相同的化学性质．(3)将C60或碳纳米管在空气中燃烧，收集燃烧后的物质能使澄清石灰水变浑浊，则证明具有可燃性；或用C60或碳纳米管还原氧化铜，看黑色粉末是否变成红色，生成的气体能否使澄清石灰水变浑浊，即可证明还原性。