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碳单质的化学性质
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列有关碳和碳的化合物说法中，正确的是
A．金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子不同
B．碳在氧气中燃烧一定生成二氧化碳
C．CO具有可燃性，所以可以用来冶炼金属
D．二氧化碳使湿润的紫色石蕊纸花变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸
2．碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是
A．反应①的条件一定是点燃
B．反应②一定属于分解反应
C．反应③中，一定还有其他反应物
D．X一定是单质
3．下列鉴别方案正确的是（　　）
A．用水鉴别NH4NO3、NaOH、CuSO4三种固体
B．用燃着的木条鉴别O2、CO2、N2三种气体
C．用灼烧的方法鉴别木炭粉、CuO、Fe3O4三种黑色粉末
D．用NaCl溶液鉴别H2SO4、Ca（OH）2、Na2CO3三种无色溶液
4．除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），拟定实验方案可行的是（　　）
A．木炭粉（CuO）——在空气中灼烧
B．KCl溶液（CaCl2）——通入过量的CO2气体，过滤
C．NaCl溶液（Na2CO3）——加入适量的澄清石灰水，过滤
D．KNO3晶体（NaCl）——将固体溶于水配制成热的饱和溶液，采用降温结晶的方法
5．下列有关碳和碳的氧化物说法错误的是
A．二氧化碳能加剧温室效应，属于空气污染物
B．一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属
C．碳在一定条件下既可以转化为一氧化碳也可以转化为二氧化碳
D．用墨书写或绘制的字画长久不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼
6．下列事实与解释有错误的是
事实 解释
① 木炭燃烧能生成二氧化碳或一氧化碳 反应物的质量不同生成物可能不同
② 双氧水能杀菌消毒而水则不能 两种物质的分子构成不同
③ 将混合气体点燃可以除去CO2中混有的少量CO CO具有可燃性而CO2不能燃烧
④ 二氧化碳气体制成干冰体积变小 二氧化碳分子体积变小
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
7．在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”(已知：炉甘石的主要成分是碳酸锌)下列说法正确的是
A．反应前后固体的质量不变
B．在此过程中只产生一种碳的氧化物
C．“罐中炉甘石熔化成团”，团的主要成分是锌
D．“逐层用煤炭饼垫盛”是为了燃烧提供高温
8．下列有关碳单质的说法错误的
A．金刚石和石墨都是由碳元素组成的
B．金刚石是天然存在的最硬的物质
C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．古代用墨（用炭黑制成）书写的字画能够保存很长时间
9．下列图像能正确地表示其变化关系的是
A．将未打磨的铝片放入稀硫酸中
B．向稀盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C．向一定量的水中加入少量硝酸铵晶体
D．高温加热一定量的碳和氧化铜的混合物
10．如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是
A．该实验需要较高的温度
B．反应前后固体中氧元素的质量保持不变
C．实验结束后，应先将导管从石灰水中移出
D．该实验中的木炭粉可换成活性炭
二、判断题
11．翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火，会有黑色的铜生成。( )
12．高温下碳与二氧化碳反应是吸热反应( )
13．等质量的碳和一氧化碳分别与足量的氧气反应，碳需要的氧气多( )
14．碳还原氧化铜：黑色固体变成红色，有刺激性气味的气体生成( )
15．碳具有可燃性，碳燃烧时总是生成二氧化碳( )
三、综合应用题
16．金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验中，对于金属材料我们应从多角度了解。
(1)金属的性质：
①在常温下，铝很耐腐蚀的原因是 。
②处理某废旧金属后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生.则滤液中一定含有的金属离子是 ；滤渣中可能含有 。
(2)金属的冶炼：
①在高温条件下，利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还原出来，该反应的化学方程式为 。
②取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应生成铜和二氧化碳，相关量的变化如图所示，下列说法正确的是 (填标号)。
A．M点对应的固体物质只有两种
B．N点对应的固体物质为黑色
C．反应后产生气体的总质量为(a-b)g
D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
(3)金属材料的应用：铁制品应用广泛，作医疗器械时，通常使用不锈钢而不用纯铁，主要是因为两者相比，不锈钢具有 (答一点)的性能。
17．（Ⅰ）钠及其化合物是中学化学学习和研究的重要内容。
（1）请画出钠的原子结构示意图 。
（2）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应的化学方程式为 。
（Ⅱ）实验是实现科学探究的重要途径。请回答以下有关问题：
（1）写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式： 。
（2）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。
（3）若实验室用B、C来制取二氧化碳，用C装置来收集二氧化碳气体时，气体从C 的管进。
（4）A-G均为实验室常用的制取气体装置。
a不能用F装置收集CO2的原因是？
b G与B比较，G的主要优点是什么？
（Ⅲ）化学方程式的计算。
碳在高温时还原氧化铜，计算16g氧化铜完全反应可得到铜的质量是多少？
18．在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要的地位。
(1)金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却差异较大，原因是 不同。
(2)从变化角度：“→”表示一步完成的化学反应，“—”表示物质能发生化学反应，其中A、B是单质，A是一种黑色固体，B能使带火星木条复燃，D能使石灰水变浑浊， C、E是组成元素相同的液态氧化物。
①写出A与D反应的化学方程式 ，该反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
②写出E→B的化学方程式 。
(3)CO2形成的超临界CO2流体可用于从香兰草豆荚粉中提取香兰素（C8H8O3）（如图所示）。
①香兰素中碳、氢、氧元素的质量比为 。
②由香兰素的乙醇溶液得到香兰素的过程中，发生的是 （填“物理”或“化学”）变化。
③以上提取香兰素的过程中，可循环使用的物质有 。
参考答案：
1．D
【详解】A、金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同，故选项错误；
B、碳在氧气中燃烧，在氧气不足的情况下会生成一氧化碳，故选项错误；
C、CO用来冶炼金属是利用一氧化碳的还原性，不是可燃性，故选项错误；
D、二氧化碳使湿润的紫色石蕊纸花变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，故选项正确。
故选D。
2．C
【详解】A.碳转化为一氧化碳，可以是碳不完全燃烧，，也可以是碳与二氧化碳高温条件下反应生成，，故A错误；
B.碳酸钙转化为二氧化碳，可以是碳酸钙高温分解，（分解反应），也可以是碳酸钙与稀盐酸反应，（复分解反应），故B错误；
C.二氧化碳（CO2）由碳元素和氧元素组成，碳酸（H2CO3）由碳、氢、氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，所以反应③中，一定还有含氢元素的反应物，故C正确；
D.碳转化为二氧化碳，可以是碳完全燃烧，，也可以是碳还原金属氧化物，如，所以X也可以是金属氧化物，不一定是单质，故D错误。
故选：C。
3．A
【详解】A、NH4NO3、NaOH溶于水分别吸热、放热，使温度分别降低、升高，硫酸铜溶于水形成蓝色溶液，可以鉴别，故A正确;
B、CO2、N2均不能燃烧、不能支持燃烧，均能使燃着的木条熄灭，不能鉴别，故B不正确；
C、木炭粉灼烧生成二氧化碳气体，CuO、Fe3O4灼烧均无明显变化，不能鉴别，故C不正确；
D、NaCl溶液与H2SO4、Ca(OH) 2、Na2CO3三种无色溶液均不反应，不能鉴别，故D不正确。故选A。
4．D
【分析】除杂质的要求是把杂质除去，但不能除去需要的物质更不能带入新的杂质。
【详解】A、木炭粉与氧气反应生成二氧化碳气体，把需要的物质除去了，错误；
B、通入的二氧化碳不能与氯化钙反应，不能除去氯化钙，错误；
C、碳酸钠与氢氧化钙反应生成溶于水的氢氧化钠，引入新的杂质，错误；
D、硝酸钾中混有少量的氯化钠可以用降温结晶的方法提纯，正确。
故选D。
【点睛】熟知常见物质之间的反应及物质的溶解性有利于该类问题的解答。
5．A
【详解】A、二氧化碳能加剧温室效应，是空气中本有的气体，但是不属于空气污染物，错误；
B、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，正确；
C、碳在氧气不足时转化为一氧化碳，在氧气充足时碳可以转化为二氧化碳，正确；
D、用墨书写或绘制的字画长久不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼，正确；
故选A。
6．B
【详解】①木炭充分燃烧能生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，说明反应物的质量不同生成物可能不同，正确；
②分子是保持物质化学性质的最小粒子；双氧水能杀菌消毒而水则不能，因为两种物质的分子构成不同，正确；
③二氧化碳不燃烧不支持燃烧，CO2中混有的少量CO不能被点燃，错误；
④二氧化碳气体制成干冰体积变小，是因为分子之间间隔变小了，分子体积没变，错误；
故选B。
7．C
【详解】A、反应后有气体生成，由质量守恒定律可得，反应前后固体的质量减小，错误；
B、在此过程中生成两种碳的氧化物，一氧化碳和二氧化碳，错误；
C、“罐中炉甘石熔化成团”，反应后生成的锌不再反应所以团的主要成分是锌 ，正确；
D、该反应中碳是反应物，“逐层用煤炭饼垫盛”是为了使碳与碳酸锌充分反应，错误。
故选C。
8．C
【详解】A、金刚石和石墨都是碳的单质，都是由碳元素组成的，故选项说法正确。
B、金刚石是目前自然界硬度最大的物质，故选项说法正确。
C、铅笔芯主要成分是石墨，不是铅，故选项说法错误。
D、书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质很稳定，故选项说法正确。
故选：C。
9．A
【详解】A、铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，将未打磨的铝片放入稀硫酸中，氧化铝先与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，待氧化铝完全反应后，铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，故一开始无气体生成，后生成氢气的质量逐渐增大，待完全反应后，不再变化，符合题意；
B、稀盐酸显酸性，故一开始pH＜7，加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，随着反应的进行，pH逐渐增大，待恰好完全反应时，pH=7，继续滴加氢氧化钠，氢氧化钠过量，pH＞7，不符合题意；
C、向一定量的水中加入少量硝酸铵晶体，硝酸铵溶于水吸热，溶液温度降低，后逐渐恢复至室温，溶液温度升高，不符合题意；
D、高温加热一定量的碳和氧化铜的混合物，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，固体的质量逐渐减小，待完全反应后，不再变化，化学反应前后，铜元素的质量不变，故铜元素的质量分数逐渐增大，待完全反应后，不再变化，不符合题意。
故选A。
10．B
【详解】A、木炭具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该实验需要较高温度，说法正确；
B、木炭在高温条件下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，二氧化碳逸出，固体中氧元素的质量逐渐减小，说法错误；
C、实验结束后，为了防止澄清石灰水倒吸入热的试管中，应先将导管从石灰水中移出，说法正确；
D、活性炭的主要成分也为碳，则可将木炭粉可换成活性炭，说法正确。
故选B。
11．错误
【详解】翠绿色的孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在加热的条件下反应生成氧化铜、水和二氧化碳，翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火，碱式碳酸铜分解生成的氧化铜能够与碳在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，即翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火，会有红色的铜生成，选项错误，故填错误。
12．正确
【详解】化学反应发生都有能量变化，即吸热反应和放热反应。常见的放热反应是生石灰与水的反应，高温下碳与二氧化碳反应是常见的吸热反应。故高温下碳与二氧化碳反应是吸热反应正确。
13．正确
【详解】设碳和一氧化碳的质量均为m
碳和足量的氧气反应，消耗氧气的质量为：
一氧化碳和足量的氧气反应，消耗氧气的质量为：
碳需要的氧气多，故正确。
14．错误
【详解】碳还原氧化铜：黑色固体变成红色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
15．错误
【详解】碳具有可燃性，碳充分燃烧生成二氧化碳，碳不充分燃烧生成一氧化碳，故错误。
16．(1) 能与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜保护铝 亚铁离子/Fe2+ 铜/Cu
(2) 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 C
(3)更耐腐蚀
【详解】（1）①铝具有抗腐蚀性，是因为在常温下，铝和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，从而防止内部的铝进一步被氧化。
②由于金属活动性顺序：铁>铜>银，则铁先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，待硝酸银完全反应后，铁和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，且铁能和盐酸反应，待铜、银均不能和盐酸反应，则向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，说明铁没有过量，则滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸铜和硝酸银，滤渣中一定含有银，可能含有铜，则滤渣中一定含有的金属离子为亚铁离子，滤渣中可能含有铜。
（2）①一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
②A、碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应过程中固体质量减小，由图可知，M点时表示反应还未结束，则此时固体中含有碳、氧化铜和铜，共三种，该选项说法不正确；
B、N点表示完全反应，铜为紫红色，则固体物质为紫红色，该选项说法不正确；
C、根据反应前后物质的总质量不变，则生成的二氧化碳的质量为（a-b）g，该选项说法正确；
D、化学反应前后，元素的质量不变，而固体中质量减小，则0～t2min内，固体中铜元素的质量分数变大，该选项说法不正确。
故选C。
（3）医疗器械通常选用不锈钢，而不用纯铁，是因为不锈钢耐腐蚀等优点。
17． 2Na+2H2O═2NaOH+H2↑ a 二氧化碳能溶于水 可以控制反应的发生和停止 12.8g
【详解】(Ⅰ) (1)钠的质子数是11，核外有三个电子层，每层排布的电子数分别是2、8、1，原子结构示意图为：。
(2)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应的化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑。
（Ⅱ）(1)实验室用A装置制取氧气，该装置是加热固体制取氧气，试管口未加一团棉花，应用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，化学方程式为：。
(2)实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，化学方程式为：。
(3)若实验室用B、C来制取二氧化碳，用C装置来收集二氧化碳气体时，由于二氧化碳的密度比空气大，气体从C的a管进。
(4)a、F装置属于排水法收集气体的装置，不能用F装置收集CO2的原因是：二氧化碳能溶于水。
b、G与B比较，G的主要优点是通过打开或关闭活塞可以控制反应的发生和停止。
(Ⅲ)设可得到铜的质量是，
解得：
答：可得到铜的质量是12.8g
18．(1)碳原子的排列方式
(2) 吸热
(3) 12：1：6 物理 乙醇、CO2
【详解】（1）金刚石和石墨都为碳原子直接构成的碳单质，但由于它们的碳原子排列方式不同，则它们的物理性质差异很大。
（2）B能使带火星木条复燃，则为氧气；D能使石灰水变浑浊， 则为二氧化碳；A是一种黑色固体单质，且A能和氧气、二氧化碳反应，则为碳； C、E是组成元素相同的液态氧化物，过氧化氢和水组成元素相同，且过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，水和氧气能相互转化，则C为过氧化氢、E为水。
①A和D的反应为碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；
该反应为吸热反应。
②E→B的反应为电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：。
（3）①香兰素中碳、氢、氧元素的质量比为（12×8）：（1×8）：（16×3）=12：1：6。
②结合流程可知，由香兰素的乙醇溶液得到香兰素的过程中只是将香兰素和无水乙醇分离，没有新物质生成，属于物理变化。
③由流程可知，过程中既需要二氧化碳和无水乙醇，同时又能生成二氧化碳和无水乙醇，则能循环使用。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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