1、 第第六六单元单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物 课题课题 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和 C60 一、一、稳定性稳定性 1中华文化源远流长，书画更是一绝，更为可贵的是，这些用墨书写或绘制的作品能够保存的到今天，与 常温下碳的_不活泼直接相关，但是随温度升高碳的化学活动性_。 2 “钻石恒永远，一颗恒流传”的广告语，说明碳受日光照射或与_接触，都不反应。 （英国国王权杖上的“非洲之星”钻石） 3碳的核外电子排布中，最外层有_个电子，得失电子均不容易，所以_不活泼，画出 碳的原子结构示意图：_。 二、二、可燃性（与氧气的反应）可燃性（与氧气的反应） 1氧气充足时 与氧气反应生成二氧化碳，其化学
2、反应方程式为_。 2氧气不足时 与氧气反应生成一氧化碳，其化学反应方程式为_。 三三、还原性（与某些氧化物的反应）还原性（与某些氧化物的反应） 1与氧化铜的反应 （1）装置 （2）原理 C_CuO_ （3）现象 黑色粉末逐渐变成光亮的_色，产生的气体能使澄清的石灰水_。 2还原反应 （1）定义 含氧化合物中的_被夺去的反应，叫做还原反应。 （2）还原剂 还原反应中，_的物质，叫做还原剂，还原剂具有还原性。 3还原性的用途 （1）用于冶金，能将金属从_里还原出来。焦炭还原氧化铁的化学方程式为_。 （2）将二氧化碳转化为一氧化碳 CO2+C_2CO 【答案】一、1化学性质 大大增强 2空气、水分
3、来源:Zxxk.Com 34 化学性质 二、1C+O2CO2 22C+O22CO 三、1 （1）酒精灯 澄清石灰水 （2）2 Cu+ CO2 2 （1）氧 （2）夺取氧元素 （3）红 变浑浊 3 （1）金属氧化物 2Fe2O3+3C4Fe +3CO2 （2） 一一、木炭还原氧化铜木炭还原氧化铜 1实验操作 （1）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； （2）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； （3）集中加热； （4）过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。 2实验现象 澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
4、3实验原理 C+2CuO2Cu+CO2 在碳还原氧化铜的反应中，C 在反应中得到氧，发生氧化反应 ，具有还原性。CuO 在反应中失去氧，发生 还原反应，具有氧化性。 4实验操作目的及注意事项 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。 试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。 配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 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。 二、氧化二、氧化与还原与还原 1氧化反应、氧化反应、还原反应还原反应 物质与氧发生的反应叫做氧化反应。含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反
5、应。简记为“得氧被氧化， 失氧被还原” 。 2氧化性、氧化性、还原性还原性 在反应中物质供给氧的性质叫做氧化性，物质夺取氧的性质叫做还原性。 典例典例 1 下图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是 A给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊 C碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性 D实验结束后，应先停止加热，再将导管从石灰水中撤出 【解析】A、给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，正确；B、实验过程中，可观察到澄清石灰 水变浑浊，因为过程中会产生二氧化碳，正确；C、碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性，正确；D、 实验结束后，应先
6、将导管从石灰水中撤出，再停止加热，以防止石灰水到吸入大试管中，错误。故选 D。 【答案】D 典例典例 2 （2018南京选编）碳及其氧化物性质的应用。 （1）如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭 具有_能力，其原因是木炭具有_的结构。 （2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是_。 （3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 _；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的 质量恰好等于_时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。 （4）写出碳在高温时还原氧化铜的化
7、学方程式_，并计算要使 80 g 氧 化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少_？ 【解析】 （1）向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失，说明木炭具 有吸附能力，其原因是木炭具有疏松多孔的结构，木炭可以吸附色素和异味。 （2）在书写具有保存价值的 档案时，规定应使用碳素墨水，原因是碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼。 （3）将一定 质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，反应的化学方程式是 C+O2CO2；将生成的 产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于生成的二氧化碳中碳元素 的质量时，则可证明金刚石是由碳元素组
8、成的单质。 （4）设要使 80 g 氧化铜完全还原，需要碳的质量至少 是 x。 C + 2CuO2Cu + CO2 12 160 x 80 g 12160 80gx x=0.6 g 【答案】 （1）吸附 疏松多孔 （2）碳素墨水中含有碳，在常温下，碳的化学性质不活泼 （3）C+O2CO2 生成的二氧化碳中碳元素的质量 （4）C + 2CuO2Cu + CO2 6 g 1如图所示的是北宋黄庭坚用墨书写的字，虽年久仍不变色，这是因为墨中的主要成分碳在常温下具有 A稳定性 B可燃性 C还原性 D氧化性 2 （2018郑州二模）下列碳单质的各种用途中，利用其化学性质的是 A用焦炭冶炼金属 B用金刚石做
9、钻头 C用石墨做铅笔芯 D用活性炭做冰箱除味剂 3 （2018华师大附中月考）纳米材料被誉为 21 世纪最有前途的新型材料。碳纳米管是一种由碳原子构成 的、直径为几纳米（1 nm=10-9 m）的空心管。下列说法中错误的是 A碳纳米管是一种新型化合物 B碳纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳 C碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D碳纳米管常温下化学性质稳定 4物理学家发现将 C60加压到一定程度，可以制造出一种可使钻石凹陷的“超硬”的新型碳材料。关于这种 新型的碳材料说法正确的是 来源:学,科,网 Z,X,X,K A在一定条件下，可以还原氧化铜 B“超硬”是该材料的化学性质 C构成
10、的微粒不再运动 D和 C60的性质完全相同 5 （2018上海杨浦区调研）关于金刚石、石墨和 C60的说法正确的是 A都是黑色固体 B都具有导电性 C都是由原子直接构成的 D燃烧都生成二氧化碳 6下列对一些事实的解释错误的是 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定 B 石墨能够做电池的电极材料 石墨能够导电 C 焦炭能与二氧化碳反应生成一氧化碳 焦炭具有氧化性 D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性 7一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量 y 随加热时间的变化趋势如图，其中纵坐标 y 表 示 A碳的质量 B氧化铜的质量 C二氧化碳的质量 D固
11、体中铜元素的质量分数 8有关 2CuO+C2Cu+CO2的反应，下列说法正确的是 ACuO 具有还原性 BC 发生了还原反应 C反应前后氧元素的化合价没有改变 D反应前后固体质量不变 9化学实验中常常表现出颜色变化美，下列化学实验中的颜色变化不符合实验事实的是 A铁钉放入硫酸铜溶液中，溶液由蓝色变为浅绿色 B将空气中燃着的硫伸入氧气瓶中，火焰由黄色变为蓝紫色 C高温加热木炭与氧化铜的混合物，固体由黑色变成红色 D在水中加入少量高锰酸钾，液体由无色变成紫红色 10 （2018云南开远市模拟）如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误 的是 A给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B实
12、验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 C碳在反应中表现出还原性 D实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊 112018呼和浩特下列碳单质的用途与其化学性质有关的是 A用石墨制作干电池的电极 B用碳素笔书写档案文件 C用活性炭作饮水机的净水剂 D用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启 122018宜昌下列有关碳单质的说法错误的是 A金刚石是天然存在的最硬的物质 B石墨和 C60是由不同种原子构成 C金刚石和石墨的化学性质相似 D活性炭包可放在冰箱中除异味 来源:学科网 1 【答案】A 2 【答案】A 来源:学。科。网 Z。X。X。K 3 【答案】A 【解析】A、碳纳米管是一种单质，错误；
13、B、碳纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳，正确； C、碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强，正确；D、碳纳米管常温下化学性质稳定，正确。故 选 A。 4 【答案】A 【解析】A、碳单质具有还原性，所以在一定条件下，可以还原氧化铜，故 A 正确；B、硬度属于物质的 物理性质，故 B 错误；C、构成物质的微粒在不断的运动，故 C 错误；D、新型的碳材料和 C60的硬度 大小不同，故 D 错误。故选 A。学科网 5 【答案】D 【解析】A、金刚石不是黑色固体，错误；B、金刚石不导电，错误；C、金刚石、石墨是由碳原子构成， 但是 C60是由分子构成，错误；D、金刚石、石墨和 C60都含有碳元
14、素，燃烧后都生成二氧化碳，正确。 故选 D。 6 【答案】C 【解析】A、碳常温下化学性质稳定，故书写档案规定必须使用碳素墨水，这样可以保存较长的时间，正 确；B、石墨具有良好的导电性，可做电极，正确；C、焦炭具有还原性，可以二氧化碳反应，还可以 冶炼金属，错误；D、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，正确。故选 C。 7 【答案】D 【解析】通过分析 C+2CuO2Cu+CO2可知，A、氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，碳作为反应 物，质量逐渐减小，不符合题意，故 A 错误；B、氧化铜作为反应物，质量逐渐减小，故 B 错误；C、 二氧化碳的质量应该从零开始不断增加，故 C 错误；D、铜元素质
15、量不变，固体质量逐渐减小，所以固 体中铜元素的质量分数逐渐增加，然后不变，故 D 正确。故选 D。 点睛：随着化学反应的进行，反应物的质量不断减少，生成物的质量不断增加，催化剂的质量保持不变； 但是反应前后每一种元素的质量都不变。 8 【答案】C 9 【答案】B 来源:Zxxk.Com 【解析】A、铁钉放入蓝色硫酸铜溶液中，生成浅绿色的硫酸亚铁溶液，正确；B、将空气中燃着的硫伸 入氧气瓶中，火焰由淡蓝色变为蓝紫色，错误；C、高温加热黑色的木炭与氧化铜的混合物，生成红色 的铜，正确；高锰酸钾为紫色固体，溶液水得到紫红色的溶液，正确。故选 B。 10 【答案】B 【解析】A、给酒精灯加网罩，目的是
16、使火焰集中并提高温度，正确；B、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，错误；C、碳在反应中与氧结合，发生 了氧化反应，表现出还原性，正确；D、实验过程中生成了二氧化碳，可观察到澄清石灰水变浑浊，正 确。故选 B。 11 【答案】B 【解析】A、用石墨制作干电池的电极是利用石墨的导电性，属于物理性质，故选项错误；B、用碳素笔 书写档案文件，说明单质碳的化学性质不活泼，故选项正确；C、用活性炭作饮水机的净水剂是利用活 性炭的吸附性，属于物理性质，故选项错误；D、用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启是利用石墨的滑 腻感，属于物理性质，故选项错误。故选 B。 12 【答案】B 【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，正确；B、石墨和 C60是由同种原子不同排列方式构成的， 错误；C、金刚石和石墨的化学性质相似，都是由同一种原子构成的，正确；D、活性炭包可放在冰箱 中除异味，活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，正确。故选 B。