第6单元 碳和碳的氧化物
6.1 金刚石、石墨、C60
1．下列关于物质性质和用途以及其对应关系正确的是（ ）
选项 物质 性质 用途
A 金刚石 无色透明 做玻璃刀刀头
B 石墨 颜色很黑 古代书籍保留至今字迹仍然清晰
C 木炭 具有氧化性 用于冶铁炼钢
D 活性炭 有吸附性 用于净水
【答案】D
【解析】解：A．金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以可制成玻璃刀刀头，对应关系错误；
B．石墨是一种碳单质，其化学性质稳定，所以古代书籍保留至今字迹仍然清晰，对应关系错误；
C．碳具有还原性，所以也用于冶炼钢铁，对应关系错误；
D．活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味，用于净化水，对应关系正确。
故选：D。
2．下列物质中，硬度最大的是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．铁矿石 D．石灰石
【答案】A
【解析】解：天然存在的最硬的物质是金刚石，则四种物质中硬度最大的金刚石，
故选：A。
3．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
【答案】A
【解析】解：A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确；
B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误；
C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误；
D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由碳分子构成的，选项错误；故选：A。
4．下列物质能用于除去水中异味和色素的是（ ）
A．明矾 B．活性炭 C．石子 D．细沙
【答案】B
【解析】解：A．明矾溶于水后可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；
B．活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味，符合题意；
C．净化水时，石子层可以过滤掉部分难溶性杂质，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；
D．净化水时，细沙层可以过滤掉部分难溶性杂质，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；故选：B。
5．下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是（ ）
A．都能导电 B．都是黑色固体
C．硬度都很小 D．都由碳元素组成
【答案】D
【解析】解：A．石墨具有良好的导电性，金刚石没有导电性，选项说法错误；
B．纯净的金刚石是无色透明的固体，选项说法错误；
C．金刚石是天然存在的最硬的物质，选项说法错误；
D．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，选项说法正确。故选：D。
6．如图所示物质的应用正确的是（ ）
A．用铅制铅笔芯 B．用石墨做冰箱的去味剂
C． 用炭黑制环保炭包 D．用石墨做电极
【答案】D
【解析】解：A．石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以石墨可用于制铅笔芯，而不是金属铅，选项说法错误；
B．活性炭具有吸附性，可用作冰箱内的去味剂，而不是石墨，选项说法错误；
C．活性炭具有吸附性，可用来制环保炭包，而不是炭黑，选项说法错误；
D．石墨具有导电性，可用来制电极，选项说法正确。故选：D。
7．金刚石、石墨是常见的碳单质，其物理性质有较大差异的原因是（ ）
A．金刚石、石墨由不同种原子构成
B．构成金刚石、石墨的原子数目不同
C．构成金刚石、石墨的原子大小不同
D．金刚石、石墨中碳原子排列方式不同
【答案】D
【解析】解：金刚石、石墨的物理性质有较大差异的原因是碳原子排列结构不同，
A、金刚石、石墨由同种原子构成，说法错误；
B、构成金刚石、石墨的原子数目相同，说法错误；
C、构成金刚石、石墨的原子大小相同，说法错误；
D、金刚石、石墨的物理性质有较大差异的原因是碳原子排列结构不同，说法正确；故选：D。
8．碳纳米管是从石墨中剥离出的单层石墨片层卷成的无缝、中空的管体，有关碳纳米管说法正确的是（ ）
A．碳纳米管不能燃烧
B．碳纳米管具有导电性
C．碳纳米管是一种新型化合物
D．每1个碳原子连结6个碳原子
【答案】B
【解析】解：A、资料中给出碳纳米管是碳的单质，因此应具有碳的可燃性等，因此A错误，
B、资料中给出碳纳米管是由石墨剥离制成，因此应具有石墨的导电性等，正确；
C、石墨属于碳单质，因此碳纳米管也是碳单质，因此C错误；
D、右图中观察可知1个碳原子与3个碳原子相连，因此D错误。故选：B。
9．关于碳的化学性质不正确的是（ ）
A．温度越高，碳的活动性越强
B．碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁
C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应
D．碳在常温下能长时间保存不变质
【答案】C
【解析】解：A、常温下化学性质不活泼，但温度越高，碳的活动性越强，故选项说法正确。
B、碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁，故选项说法正确。
C、碳在氧气中充分燃烧是放热反应，不充分燃烧时也是放热反应，故选项说法错误。
D、常温下化学性质不活泼，碳在常温下能长时间保存不变质，故选项说法正确。故选：C。
10．木炭与氧化铜反应的实验如图所示。说法错误的是（ ）
A．实验中观察到a试管中固体由黑色变成红色
B．刚开始预热，b试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊
C．碳在反应中表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导管从澄清石灰水中撤出
【答案】D
【解析】解：A、在高温条件下，木炭将氧化铜还原为铜，实验中观察到a试管中固体由黑色变成红色，说法正确；
B、刚开始预热，试管中的空气受热膨胀，b试管中立即产生气泡，石灰水不变浑浊，说法正确；
C、碳在反应中与氧结合，发生了氧化反应，表现出还原性，说法正确；
D、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，防止液体倒流引起试管炸裂，说法错误；故选：D。
二．填空题（共3小题）
11．用下列物质的字母序号填空：
A．稀有气体 B．氧化铁 C．金刚石 D．活性炭 E．镁带 F．大理石
（1）用以制作玻璃刀和钻头的是 。
（2）可用作冰箱除臭剂的是 。
【答案】（1）C；
（2）D
【解析】解：（1）金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以可用以制作玻璃刀和钻头；故填：C；
（2）活性炭具有吸附性，可以除去冰箱内的臭味；故填：D。
12．在抗击新冠肺炎的过程中，测体温、戴口罩、勤消毒等是必需的防疫措施。
（1）测体温
①用水银体温计测量体温时，汞柱上升，汞原子之间的 增大。
②用红外测温仪测体温时，内装电池中能量是 转化为电能。
（2）戴口罩
为了身体健康，人们出行时都佩戴了口罩，它的种类有活性炭、N95、外科医用口罩等，其中活性炭起到的作用是 。
（3）勤消毒
“免洗消毒洗手液”的主要成分是酒精（C2H5OH），酒精中共含有 种元素，洗手时可使细菌中的蛋白质变性达到消毒目的。
【答案】（1）①间隔。
②化学。
（2）吸附作用；
（3）三。
【解析】解：（1）①用水银体温计测量体温时，汞柱上升，汞原子之间的间隔增大；故填：间隔。
②用红外测温仪测体温时，内装电池中能量是化学转化为电能；故填：化学。
（2）活性炭具有吸附作用，可以作为口罩的内充物；故填：吸附作用；
（3）由酒精的化学式可知，酒精是由三种元素组成的；故填：三。
13．芯片是电脑、手机等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳纳米管工艺，性能比硅基芯片更好，我国已突破半导体碳纳米管关键材料的技术瓶颈。请回答：
（1）石墨烯碳纳米管具有良好的 性。
（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，图中a＝ ，硅的相对原子质量是 ，硅元素位于元素周期表中的第 周期。
（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂。在制硅反应SiO2+2CSi+2CO↑中还原剂是 ，发生还原反应的物质是 。
【答案】（1）导电；
（2）14；28.09；三；
（3）C；SiO2。
【解析】解：（1）由题干信息可知，石墨烯碳纳米管具有良好的导电性；故填：导电；
（2）由硅原子结构示意图可知，硅原子的质子数为14，原子序数＝质子数，因此a＝14，由元素周期表的信息可知，硅元素的相对原子质量为28.09，硅原子的核外有3个电子层，所以硅元素位于元素周期表中的第三周期；故填：14；28.09；三；
（3）在化学反应中，硅元素由+4价变成0价，碳元素由0价变成+2价，所以在制硅反应SiO2+2CSi+2CO↑中还原剂是碳，发生还原反应的物质是二氧化硅；故填：C；SiO2。
三．解答题（共1小题）
14．“结构性质用途”是重要的化学学科思想。请根据提供的信息，填写表中相对应的内容。
物质 金刚石 石墨 木炭 炭黑
结构 ③ （填文字） 碳原子
性质 ① 质软、滑腻感 吸附性 ④
用途 裁玻璃、切割大理石、做钻头等 ② 吸附剂 制墨，用于书写的字长期保存不褪色
【答案】①硬度很大；②制铅笔芯（或做润滑剂）；③疏松多孔；④常温下，化学性质不活泼。
【解析】解：金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以金刚石可用于裁玻璃、切割大理石、做钻头等；
石墨质软、能在纸上留下灰黑色痕迹，可用于制铅笔芯；石墨具有滑腻感，可用于制润滑剂；
木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可用做吸附剂；
单质碳在常温下，化学性质不活泼，所以可用于制成墨，用于书写的字长期保存不褪色。
四．实验探究题（共1小题）
15．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]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三： 。
[查阅资料]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。
[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：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是 。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。
（3）若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水 ，则猜想三成立。
[实验反思]（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？请说明理由 。
【答案】[提出猜想]CO2、CO。
[实验步骤]黑色粉末逐渐变为红色。
[实验结论]
（1）Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
（2）二。
（3）变蓝色；变浑浊。
[实验反思]
（1）排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
（2）不需要；实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。
【解析】解：[提出猜想]
猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：CO2、CO。
故填：CO2、CO。
[实验步骤]
玻璃管中氧化铜和碳反应生成铜和碳的氧化物，观察到的现象是黑色粉末逐渐变为红色。
故填：黑色粉末逐渐变为红色。
[实验结论]
（1）澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
故填：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，说明气体中含有一氧化碳，澄清石灰水不变浑浊，说明气体中不含有二氧化碳，则猜想二成立。
故填：二。
（3）若观察到氯化钯试纸变蓝色，澄清石灰水变浑浊，则猜想三成立。
故填：变蓝色；变浑浊。
[实验反思]
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
故填：排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
（2）该装置不需要添加尾气处理装置，是因为实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。
故填：不需要；实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。第6单元 碳和碳的氧化物
6.1 金刚石、石墨、C60
1．下列关于物质性质和用途以及其对应关系正确的是（ ）
选项 物质 性质 用途
A 金刚石 无色透明 做玻璃刀刀头
B 石墨 颜色很黑 古代书籍保留至今字迹仍然清晰
C 木炭 具有氧化性 用于冶铁炼钢
D 活性炭 有吸附性 用于净水
2．下列物质中，硬度最大的是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．铁矿石 D．石灰石
3．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
4．下列物质能用于除去水中异味和色素的是（ ）
A．明矾 B．活性炭 C．石子 D．细沙
5．下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是（ ）
A．都能导电 B．都是黑色固体
C．硬度都很小 D．都由碳元素组成
6．如图所示物质的应用正确的是（ ）
A．用铅制铅笔芯 B．用石墨做冰箱的去味剂
C． 用炭黑制环保炭包 D．用石墨做电极
7．金刚石、石墨是常见的碳单质，其物理性质有较大差异的原因是（ ）
A．金刚石、石墨由不同种原子构成
B．构成金刚石、石墨的原子数目不同
C．构成金刚石、石墨的原子大小不同
D．金刚石、石墨中碳原子排列方式不同
8．碳纳米管是从石墨中剥离出的单层石墨片层卷成的无缝、中空的管体，有关碳纳米管说法正确的是（ ）
A．碳纳米管不能燃烧
B．碳纳米管具有导电性
C．碳纳米管是一种新型化合物
D．每1个碳原子连结6个碳原子
9．关于碳的化学性质不正确的是（ ）
A．温度越高，碳的活动性越强
B．碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁
C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应
D．碳在常温下能长时间保存不变质
10．木炭与氧化铜反应的实验如图所示。说法错误的是（ ）
A．实验中观察到a试管中固体由黑色变成红色
B．刚开始预热，b试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊
C．碳在反应中表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导管从澄清石灰水中撤出
二．填空题（共3小题）
11．用下列物质的字母序号填空：
A．稀有气体 B．氧化铁 C．金刚石 D．活性炭 E．镁带 F．大理石
（1）用以制作玻璃刀和钻头的是 。
（2）可用作冰箱除臭剂的是 。
12．在抗击新冠肺炎的过程中，测体温、戴口罩、勤消毒等是必需的防疫措施。
（1）测体温
①用水银体温计测量体温时，汞柱上升，汞原子之间的 增大。
②用红外测温仪测体温时，内装电池中能量是 转化为电能。
（2）戴口罩
为了身体健康，人们出行时都佩戴了口罩，它的种类有活性炭、N95、外科医用口罩等，其中活性炭起到的作用是 。
（3）勤消毒
“免洗消毒洗手液”的主要成分是酒精（C2H5OH），酒精中共含有 种元素，洗手时可使细菌中的蛋白质变性达到消毒目的。
13．芯片是电脑、手机等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳纳米管工艺，性能比硅基芯片更好，我国已突破半导体碳纳米管关键材料的技术瓶颈。请回答：
（1）石墨烯碳纳米管具有良好的 性。
（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，图中a＝ ，硅的相对原子质量是 ，硅元素位于元素周期表中的第 周期。
（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂。在制硅反应SiO2+2CSi+2CO↑中还原剂是 ，发生还原反应的物质是 。
三．解答题（共1小题）
14．“结构性质用途”是重要的化学学科思想。请根据提供的信息，填写表中相对应的内容。
物质 金刚石 石墨 木炭 炭黑
结构 ③ （填文字） 碳原子
性质 ① 质软、滑腻感 吸附性 ④
用途 裁玻璃、切割大理石、做钻头等 ② 吸附剂 制墨，用于书写的字长期保存不褪色
四．实验探究题（共1小题）
15．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]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三： 。
[查阅资料]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。
[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：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是 。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。
（3）若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水 ，则猜想三成立。
[实验反思]（若答对以下内容将获得奖励分 4分，但化学卷面总分不超过60分。）
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？请说明理由 。
