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5.2　碳
　常见碳单质的物理性质和用途
1.下列有关金刚石、石墨的说法正确的是(　　)
A.都是由碳元素组成的
B.都是黑色固体
C.分子排列方式不同
D.硬度都很大
2.(2024长沙中考)物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中,常用于去除冰箱、汽车中的异味的是 (　　)
A.活性炭 B.金刚石
C.石墨 D.C60
3.下列关于碳单质的说法中错误的是 (　　)
A.石墨是一种黑色质软的固体,可用于生产铅笔芯
B.“没有金刚钻,不揽瓷器活”,金刚钻是指金刚石,利用了其硬度大的性质
C. 金刚石硬度大,可制作首饰钻戒
D.石墨烯在电子工业有广阔的应用前景
4.碳元素很神奇,可形成许多物质,其结构如图:
(1)由分子构成的物质是　　　　(填序号)。
(2)写出单质①的名称:　　　　。
(3)由②变成①属于 　　　　(填“物理”或“化学”)变化。
(4)①和②的物理性质差异很大的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)下列属于单质②的用途的是　　　　　。
A.用作高温润滑剂 B.制成玻璃刀裁玻璃
C.用于防毒面具 D.制成电极
　碳单质的化学性质
5.宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳 (　　)
A.化学性质不活泼 B.硬度高
C.导电性能好 D.吸附能力强
6. 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
B.碳不完全燃烧会产生对人体极为有害的物质
C.在氧气中不完全燃烧时吸收热量
D.等质量碳完全燃烧与不完全燃烧时,放出的热量不相同
7.根据碳与氧气的反应,回答下列问题:
(1)做“木炭的燃烧”实验时,将红热的木炭放入燃烧匙,由上而下　　　　(填“缓慢”或“迅速”)伸入集满氧气的集气瓶中。
(2)碳不完全燃烧的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　,该反应属于基本反应类型中的
　　　　　反应。
(3)红热的木炭在氧气中燃烧的实验现象是　　　　　　　　　　　　　,要验证生成物中有二氧化碳,操作方法是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　一氧化碳
8.木炭和一氧化碳有相似的化学性质,例如:它们都能燃烧,请写出下列反应的化学方程式:
(1)木炭不完全燃烧:　　　　　　　　　　　;CO的燃烧:　　　　　　　　　　　　,现象是产生　　　　　　,放出大量的热。
(2)CO是有毒的气体,有毒的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在煤炉旁边放一盆水　　(填“能”或“不能”)防止煤气中毒,原因是　　　　　　　　　　　　　。
(3)CO和CO2可以相互转化,写出CO2生成CO的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。
1.高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力,从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板,这一应用主要与石墨的下列性质无关的是 (　　)
A.滑腻感 B.可燃性
C.导电性 D.熔点高
2.近年来研究发现,以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是 (　　)
A.石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最硬的物质
B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C.石墨粉和黏土粉末按一定比例混合可以制铅笔芯
D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同,因此在性质和用途上存在明显差异
3.《墨经》中“立窑烧烟”用到的窑如图,炉膛口较小,松木置于炉膛中燃烧,瓮中收集的黑烟(主要成分为炭黑)可用于制墨。下列说法错误的是 (　　)
A.黑烟的主要成分是碳的化合物
B.黑烟是由松木不完全燃烧产生的
C.炉膛口大小和瓮的高矮会影响黑烟的产量
D.水墨画能长时间保存,说明常温下碳的化学性质不活泼
4.CO是一种无色、无味、具有可燃性的有毒气体。有科学家研制出新型高灵敏度的CO探测器,它能通过颜色变化来探测空气中是否含有CO。下列有关说法错误的是 (　　)
A.无色、无味、具有可燃性,都是CO的物理性质
B.CO探测器用于空气质量监测,可以让人们及时了解空气质量状况
C.CO有毒,是因为易与血红蛋白结合,影响血液对氧气的输送
D.发现有人CO中毒时,应将病人迅速转移到清新的空气中
5.某同学对一氧化碳进行归纳整理,建构了以下转化关系图:
(1)写出括号内一种含有碳元素物质的化学式:　　　　　。
(2)写出反应①的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。关系图中三种物质间的转化均可通过　　　　(填反应基本类型)反应完成。
(3)收集一氧化碳的方法是　　　　　　,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)煤气的主要成分是CO,煤气中掺入一种有臭味的气体再输送到用户,原因是 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.(科学探究与实践)木炭在高温的条件下能与氧化铜反应,生成铜和二氧化碳,木炭与氧化铜反应的实验如图所示:
(1)酒精灯加网罩的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　 。
(3)继续加热,观察到试管①中的现象是　　　　　　　　　　　　　　。
(4)试管①中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　,表示反应停止的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)该实验结束后,应先　　　　　　　　　　　　　　,然后　　　　　　　　　　　。
【详解答案】
基础达标
1.A　2.A　3.C
4.(1)③　(2)金刚石　(3)化学　(4)碳原子排列方式不同　(5)AD
5.A　6.C
7.(1)缓慢　(2)2C+O22CO　化合
(3)剧烈燃烧,发出白光,放出热量　向木炭燃烧后的集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡
8.(1)2C+O22CO　2CO+O22CO2　蓝色火焰
(2)一氧化碳与血液中的血红蛋白结合,使血液失去输氧能力,造成中毒　不能　一氧化碳难溶于水
(3)C+CO22CO
能力提升
1.B　解析:石墨具有滑腻感,因此用石墨制成的受电弓滑板能够减小与接触网的摩擦;高铁动车的高速运行是依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力,因此石墨制成的受电弓滑板应该具有耐高温、熔点高的性质,该过程中不涉及化学反应,因此石墨制成的受电弓滑板与可燃性无关;受电弓滑板的主要用途是用于输电,因此石墨制成的受电弓滑板与石墨的导电性有关。
2.A　解析:石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最软的物质之一。
3.A　解析:炭黑的主要成分是碳,不是碳的化合物,A错误;黑烟是由松木不完全燃烧产生的,B正确;炉膛口的大小和瓮的高矮会影响炉膛氧气含量,会影响燃烧充分程度,进而影响炭黑的产量,C正确;墨是用炭黑制成的,炭黑的主要成分是碳,水墨画能长时间保存,体现了常温下碳的稳定性,D正确。
4.A　解析:具有可燃性,是CO的化学性质,A项错误。
5.(1)CO　(2)C+CO22CO　化合
(3)排水法　密度与空气相差不大且有毒,不能用排空气法,难溶于水,可用排水法　(4)一氧化碳无色无味,加入有臭味的气体,泄露时能被及时发现,防止发生爆炸、中毒事故
6.(1)集中火焰、提高温度　(2)此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳
(3)固体由黑色逐渐变红　(4)C+2CuO2Cu+CO2↑　试管②中导管口没有气泡冒出　(5)将试管②中的导管移出水面　熄灭酒精灯
解析:(1)酒精灯火焰加上网罩后火焰会集中,从而提高了火焰的温度。(2)刚开始加热时试管①内空气膨胀逸出,此时碳和氧化铜未反应,没有二氧化碳生成,所以试管②中会有气泡产生,但石灰水不会变浑浊。(3)碳和氧化铜反应能生成铜和二氧化碳,所以试管①中的现象应该是固体由黑色逐渐变红。(4)表示反应停止的现象是试管②中导管口没有气泡冒出。(5)该实验结束后,应先将试管②中的导管移出水面,然后熄灭酒精灯,以防冷水倒吸,炸裂试管。

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