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、可燃性可燃性(与氧气的反应与氧气的反应) 1氧气充足时 与氧气反应生成二氧化碳，其化学反应方
2、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、还原性还原性(与某些氧化物的反应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 34 化学
3、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。 3实验原理 C+2CuO2Cu+CO2 在
4、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应。简记为“得氧被氧化， 失氧被还原” 。
5、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，应先将导管从石灰水中撤出，再停止加热，以防止石灰
6、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学方程式_， 并计算要使 80 g 氧化铜
7、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成的单质。(4)设要使 80 g 氧化铜完全还原
8、，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(2019益阳)我国古代某些画家、书法家用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的 原因是 A碳在常温下化学性质不活泼 B炭黑具有很强的吸附能力 C部分炭黑转变成了更稳定的物质 D碳单质不溶于水 2(2019齐齐哈尔)下列物质的用途主要利用其化学性质的是 A金刚石用
9、于切割玻璃 B金属铜用于制导线 C氧气用于医疗急救 D制糖工业用活性炭脱色制白糖 3除去氧化铜中碳粉的最好方法是 A隔绝空气加热混合物 B在空气中加热混合物 C在氧气流中加热混合物 D在二氧化碳气流中加热混合物 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 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构成的微粒不再运动 D和 C60的性质完全相同 5金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是 A都是黑色固体 B在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳 C碳原子的排列方式相
10、同 D一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化 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高温加热碳和氧化铜的混合物，恰好完全反应生成铜和二氧化碳，下列有关物质的质量与反应时间的关 系中正确的是 A B C D 8已知碳在一定条件下能够与氧化铜发生反应，该反应的化学方程式为 C+2CuO2Cu+CO2，其中碳 在该反应中作为 A还原剂 B氧化剂 C助燃剂 D催化剂 9下列关于碳的化学性质的
11、叙述中，错误的是 A碳的化学性质很活泼 B碳与 O2反应可生成 CO2也可生成 CO C炽热的碳与 CO2反应生成 CO，该反应需要吸热 D碳在空气中燃烧时放出热量 9 【答案】A 【解析】A、碳的化学性质在常温下不活泼，在高温下很活泼，选项说法错误；B、碳与 O2反应充分燃烧可 生成 CO2，不充分燃烧可生成 CO，选项说法正确；C、炽热的碳与 CO2反应生成 CO，是吸热反应，选项 说法正确；D、碳在空气中燃烧时放出热量，是一种重要的能源，选项说法正确。故选 A。 10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实验结束后，应先停
12、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 11(2019东营)如图为金刚、石墨和 C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 A原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变 B相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同 C相同元素组成的不同物质，化学性质相同 D在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为 C60 12(2019广州)实验室有如图所示装置，回答下列问题： (1)连接装置时，需根据导管的高度调节_处的高度，再确定_处的高度。(填“甲” 或“乙”) (2)结束实验的操作是：先_，再_。 1
13、【答案】A 【解析】我国古代某些画家、书法家用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因 为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼。故选 A。 2 【答案】C 【解析】 A、金刚石用于切割玻璃是利用金刚石的硬度大，不需要通过化学变化表现出来， 属于物理性质， 故 A 错；B、金属铜用于制导线，是利用铜的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质， 故 B 错；C、氧气用于医疗急救是利用氧气供给呼吸的性质，供给呼吸吸入氧气呼出二氧化碳，属于化 学变化，所以利用了氧气的化学性质，故 C 正确；D、制糖工业用活性炭脱色制白糖，是利用活性炭的 吸附性，将色素异味吸附在表面，没有新
14、物质生成，利用了物理性质，故 D 错。故选 C。 3 【答案】C 【解析】A、隔绝空气加热混合物时氧化铜能和碳反应生成铜和二氧化碳，会将氧化铜消耗，故 A 不符 合题意；B、在空气中加热混合物时，碳在空气中加热生成二氧化碳，能除去碳粉，但没有在氧气流中 加热除去碳粉迅速彻底，故 B 不符合题意；C、碳在氧气流中加热生成二氧化碳，在氧气流中加热混合 物时，碳能和氧气反应生成二氧化碳气体，可将氧化铜中的碳粉除去，故 C 符合题意；D、在二氧化碳 气流中加热混合物时二氧化碳能和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳， 会将氧化铜消耗，故 D 错误。故选 C。 4 【答案】A 【解
15、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。 5 【答案】B 【解析】A、金刚石不是黑色固体，故 A 错误；B、这三种物质都是由碳元素组成的，在空气中完全燃烧 都生成二氧化碳，故 B 正确；C、在这三种物质中，碳原子的排列方式不同，故 C 错误；D、石墨和金 刚石不是同一种物质，一定条件下，石墨转化成金刚石是生成了新的物质，属于化学变化，故 D 错误。 故选 B。 6 【答案】C 【解析】A、碳常温下化学性质
16、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】C 【解析】在高温的条件下，碳和氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，其化学方程式为： C + 2CuO2Cu + CO2 12 160 128 44 A、根据反应中各物质的质量关系可以知道随着氧化铜的消耗，二氧化碳的质量是不断增加的，所以直 至氧化铜被消耗完全，二氧化碳的质量不再增加，故 A 错误；B、根据反应中各物质的质量关系可以知 道，反应中消耗的碳的质
17、量要小于氧化铜的质量，故 B 错误；C、根据反应中各物质的质量关系可以知 道随着氧化铜的消耗，铜的质量是不断增加的，所以直至氧化铜被消耗完全，铜的质量不再增加，故 C 正确；D、根据反应中各物质的质量关系可以知道随着碳的消耗，二氧化碳的质量是不断增加的，所以 直至碳被消耗完全，二氧化碳的质量不再增加，而图像中质量变化不同步，故 D 错误。故选 C。 8 【答案】A 【解析】反应 C+2CuO2Cu+CO2中，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，具有还原性，作 还原剂。故选 A。 9 【答案】B 【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
18、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】C 【解析】A、金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，故 A 说法正确；B、金 刚石、石墨、C60在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，故 B 说法正确；C、相同元素组成的 不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，故 C 说法错误；D、金刚石、石 墨、C60的组成元素相同，可以相互转化，故 D 说法正确。故选 C。 12 【答案】(1)乙 甲 (2)移出导管 熄灭酒精灯 【解析】(1)连接装置时，需根据导管的高度调节乙处的高度，再根据酒精灯火焰的高度调整试管高度的 旋钮，确定甲处的高度。 (2)结束实验的操作是：先移出导管，再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒吸，使试管炸裂。