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． C． 用铅制铅笔芯 ） B． 用炭黑制环保炭包 D． 用石墨做冰箱的去味剂 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 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。 种元素，洗手时可使细菌中 【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+2C Si+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+2C Si+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 物质 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。 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 ② 吸附剂 制墨，用于书写的 石、做钻头等 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