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6.1.1 碳单质的多样性 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
1．下列物质的用途正确的是
A．木炭用于防毒面具
B．炭黑用于制铅笔芯
C．石墨用于作墨汁
D．氮气用作化工原料
【答案】D
【知识点】氮气及稀有气体的用途；化学性质与物理性质的差别及应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 防毒面具需要吸附性极强的活性炭吸附毒气，木炭吸附性较差，不能用于防毒面具，故错误。
B. 铅笔芯是由石墨和黏土混合制成的，炭黑不用于制作铅笔芯，故选错误。
C. 墨汁的主要原料是炭黑，常温下炭黑化学性质稳定，可让字迹长久保存，石墨不用作墨汁原料，故错误。
D. 氮气可用于制备氮肥、硝酸等化工产品，是重要的化工原料，故正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据活性炭吸附性好分析。
B、铅笔芯由石墨和黏土混合制成的。
C、根据石墨的用途分析。
D、根据氮气的性质、用途分析。
2．用墨绘制的《清明上河图》等古画能历经千年墨色如新。这主要是因为墨中的碳在常温下具有的性质是
A．硬度大 B．化学性质不活泼
C．熔点高 D．具有吸附性
【答案】B
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】墨的主要成分为碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，因此用墨绘制的古画能历经千年墨色如新。
故答案为：B.
【分析】根据单质碳的化学性质在常温下稳定，不与其它物质发生反应；在高温下碳具有可燃性和还原性来解答。
3．活性炭除去水中的色素和异味，利用了活性炭的性质是 (　　)
A．熔点高 B．吸附性 C．可燃性 D．导电性
【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】活性炭具有吸附性可以吸附色素和异味。
故答案为：B.
【分析】根据活性炭具有吸附性可以吸附色素和异味来解答。
4．唐代陆羽所著《茶经》涵盖了茶树栽培、茶具使用、饮茶方法等内容，是世界现存最早、最完整的茶学专著。
（1）《茶经》中记载的“漉（lù）水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的　 　。
（2）明代已存在用木炭除去泡茶用水中异味的方法，因为木炭具有　 　的结构。
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”是指______（填序号）。
A．原子 B．分子 C．元素
【答案】（1）过滤
（2）疏松多孙
（3）C
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；元素的概念；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）《茶经》中记载的“漉(lù)水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的过滤，过滤可实现固液分离；
（2）明代已存在用活性炭除去泡茶用水中异味的方法，因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，即此法利用了活性炭的吸附性；
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”不是以分子、原子、单质的形式存在，而是强调存在的元素，与具体形态无关，故选：C。
【分析】（1）根据过滤操作的作用（分离固体与液体）解答；
（2）根据木炭的结构与吸附性的关系解答；
（3）根据元素的概念（宏观组成）解答。
（1）《茶经》中记载的“漉(lù)水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的过滤，过滤可实现固液分离；
（2）明代已存在用活性炭除去泡茶用水中异味的方法，因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，即此法利用了活性炭的吸附性；
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”不是以分子、原子、单质的形式存在，而是强调存在的元素，与具体形态无关，故选：C。
二、能力提升
5．下列事实对应的微观解释正确的是
选项 事实 解释
A 等质量的水和冰体积不同 构成物质的分子大小不同
B 金刚石和石墨物理性质不同 原子排列方式不同
C 夏天钢轨之间的缝隙变小 温度升高分子间隔变大
D CO和CO2化学性质不同 一个一氧化碳分子比二氧化碳分子少一个氧原子
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】分子和原子的区别和联系；分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 水、冰都由水分子构成，其体积不同是因为水分子之间的间隔不同，故错误。
B. 金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的碳单质，物理性质差异大的根本原因是碳原子的排列方式不同，故正确。
C. 钢轨主要成分为金属铁，铁由铁原子直接构成，夏天缝隙变小是温度升高使铁原子间的间隔变大，不存在分子，故错误。
D. 和分子构成不同（属于不同种分子），其化学性质不同，故错误。
故答案为：B 。
【分析】根据分子的基本特征：分子质量和体积都很小；分子之间有间隔；分子是在不断运动的；同种物质的分子性质相同，不同物质的分子性质不同，进行分析。
6．我国科学家成功将石墨转化为比金刚石硬度更大的“六方金刚石”。有关“六方金刚石”说法正确的是
A．由碳元素组成
B．可制作铅笔芯
C．常温下能与氧气反应
D．与石墨中的碳原子排列方式相同
【答案】A
【知识点】物质的元素组成；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、石墨和六方金刚石都是由碳元素组成的单质，仅碳原子排列方式不同，因此六方金刚石由碳元素组成，选项A说法正确，符合题意；
B、铅笔芯是利用石墨质软的性质制成的，六方金刚石硬度比金刚石更大，质硬，不能制作铅笔芯，选项B说法错误，不符合题意；
C、碳在常温下化学性质稳定，不与氧气发生反应，高温条件下才会与氧气反应，选项C说法错误，不符合题意；
D、六方金刚石与石墨的物理性质差异大，原因是碳原子的排列方式不同，二者碳原子排列方式不一样，选项D说法错误，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据碳的单质均由碳元素组成的知识点解答；
B、根据铅笔芯的制作原理，石墨质软适合制铅笔芯解答；
C、根据碳单质的化学性质，常温下稳定解答；
D、根据碳单质物理性质差异的原因，碳原子排列方式不同解答。
7．下列叙述正确的是
A．石墨是天然存在的最硬物质
B．空气中氮气的质量分数约为78%
C．含氧化合物里氧被夺去的反应，叫做氧化反应
D．拉瓦锡借助天平，对大量化学反应进行了较为精密的定量研究
【答案】D
【知识点】空气的组成；氧化反应及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 天然存在的最硬物质是金刚石，石墨质地软，故错误；
B. 空气中氮气的体积分数约为78%，故错误；
C. 含氧化合物中氧被夺去的反应是还原反应，物质得到氧的反应才是氧化反应，故错误；
D. 拉瓦锡借助天平对化学反应开展定量研究，是最早用精密定量方法研究化学的科学家之一，故正确；
故答案为：D。
【分析】A、天然存在的最硬物质是金刚石。
B、根据空气中的成分分析。
C、根据还原反应，氧化反应的概念分析。
D、根据拉瓦锡的贡献分析。
8．小组同学通过参观考察，绘制了下列自来水厂处理水的过程模拟图。下列说法错误的是（　　）
A．混凝剂是明矾，可使悬浮杂质较快沉降
B．滤水池可除去难溶性杂质和部分可溶性杂质
C．X池中可以加入活性炭，吸附色素和异味
D．氯气用于杀菌消毒，发生的是化学变化
【答案】B
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；水的净化；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、明矾可以吸附悬浮杂质，使之快速沉降，所以混凝剂为明矾，故A正确；
B、滤水池通过过滤的方法只能除去难溶性杂质，不能除可溶性杂质，故B错误；
C、X池中加入的是活性炭，可以吸附水中的色素和异味，故C正确；
D、氯气溶于水与水反应生成强氧化性的HClO，使细菌等微生物蛋白质发生变性，从而杀死细菌，该过程有新物质生成，属于化学变化，故D正确。
故答案为：B。
【分析】A、根据明矾可以加速悬浮物沉降进行分析解答；
B、根据过滤只能除去不溶性杂质进行分析解答；
C、根据活性炭可以吸附颜色和异味进行分析解答；
D、根据有新物质生成的变化属于化学变化进行分析解答。
9．“笔、墨、纸、砚”被成为文房四宝，承载着优秀的中华传统文化。
（1）在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的　 　（填字母）有相似之处。
a.沉降 b.过滤 c.吸附 d.蒸馏
（2）《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色是因为常温下碳的化学性质　 　。
（3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的　 　性。
【答案】（1）b
（2）稳定
（3）吸附
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解析】（1）用竹帘从纸浆中捞纸是分离固体纤维与液体水，与过滤（分离不溶性固体与液体）原理一致，选项中b为过滤，故填b；
（2）水墨画保存至今不变色，是因为常温下碳的化学性质稳定（或不活泼），不易与空气中物质反应，故填稳定（或不活泼）；
（3）竹炭可去除异味，是利用其吸附性（疏松多孔结构吸附异味分子），故填吸附。
【分析】（1）根据过滤操作的本质（分离不溶性固体与液体混合物）与捞纸过程（分离固体纤维与水）的对应关系解答；
（2）根据碳的化学性质（常温下稳定，高温下活泼）及物质长期保存不变色的核心原因（化学性质稳定，不易反应）解答；
（3）根据吸附性的应用场景（去除异味、色素等，依赖物质的疏松多孔结构）分析竹炭除异味的原理解答。
（1）在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸，该操作与化学实验中的过滤有相似之处，故选：b；
（2）墨的主要成分是碳，《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色是因为常温下碳的化学性质稳定；
（3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的吸附性。
10．模型是联系宏观与微观的桥梁。下图所示为四种物质及其微观构成的模拟图，请回答问题：
A.金刚石 B.氧化镁 C.石墨 D.氯化钠
（1）如图所示，可将①　 　(填字母)分为一类，依据是物质均由②　 　构成。
（2）如图为氧气在三态变化时的微观模型图，物质在A点时为①　 　(填“固”、“液”或“气”)态。结合该图示说明由分子构成的物质发生三态变化的微观实质是②　 　。
a．分子种类改变 b．分子种类不变 c．分子间隔改变
【答案】（1）AC；原子
（2）固；bc
【知识点】分子和原子的区别和联系；分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）分析四种物质的微观构成：
A是金刚石，由碳原子直接构成；
B是氧化镁，由镁离子（Mg2+）和氧离子（O2-）构成；
C是石墨，由碳原子直接构成；
D是氯化钠，由钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）构成。
因此有两种分类方法：
①将AC分为一类，依据是物质均由原子直接构成；
②将BD分为一类，依据是物质均由离子构成。
（2）氧气在三态变化时，分子之间的间隔不同：固态时分子间隔最小，液态时分子间隔较大，气态时分子间隔最大。图中A点时分子间隔最小，因此物质在A点时为固态。
由分子构成的物质发生三态变化时，没有新物质生成，属于物理变化。从微观角度看，变化过程中分子的种类没有改变，只是分子之间的间隔发生了改变。因此选b、c。
【分析】（1）根据常见物质的微观构成（原子、分子、离子），对物质进行分类；
（2）根据物质三态变化时分子间隔的变化规律，判断物质的状态；根据三态变化的微观实质解答。
（1）金刚石、石墨都是碳单质，均由碳原子直接构成；氧化镁由镁离子和氧离子构成，氯化钠由钠离子和氯离子构成，可根据构成物质的粒子种类分类。
（2）由温度-时间变化曲线可知，A点温度最低，氧气分子间隔最小，为固态；三态变化属于物理变化，无新物质生成，因此分子种类不变，仅分子间的间隔随状态变化发生改变。
三、思维拓展
11．我国化学电池技术全球领先。电池的比能量(单位质量的电池所输出的电能)是衡量电池优劣的重要指标之一，常用电池的比能量：锂电池>镍氢电池>镍镉电池>铅蓄电池。锂电池具有轻便、比能量高的突出优点。生产含磷酸亚铁锂()的电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯作导电剂，可有效提高电池性能，但过多的石墨烯会导致电池内阻增加，性能下降。我国科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响进行研究，结果如图所示。
（1）石墨烯与金刚石的物理性质有很大差异，原因是　 　。
（2）中磷酸根的化合价为-3价，则锂元素的化合价为　 　价，磷原子的核内有15个质子，则磷原子的最外层电子数为　 　。
（3）手机使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是　 　。
（4）含的电池材料中添加的石墨烯含量为　 　时，电池性能最佳。
【答案】（1）碳原子排列方式不同
（2）+1；5
（3）锂电池轻便、比能量高
（4）4%
【知识点】原子结构示意图与离子结构示意图；有关元素化合价的计算；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1） 石墨烯与金刚石的物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同。
（2）在化合物中元素化合价代数和为0，已知在中磷酸根的化合价为-3价，铁的化合价为+2价，设锂元素的化合价为x，则x+(+2)+(-3)=0，x=+1价。 在原子中质子数等于电子数，已知磷原子的核内有15个质子，故磷原子的电子数＝质子数＝15 ，其原子具有三个电子层，其电子排布为2、8、5，即最外层电子数为5。
（3） 由资料可知手机使用锂电池而不使用铅蓄电池， 是由于锂电池轻便、比能量高 。
（4） 由图示可知含的电池材料中添加的石墨烯含量为4%时， 磷酸亚铁锂的电阻最低，则电池性能最佳。
【分析】（1）根据石墨烯与金刚石中的碳原子排列不同导致它们的物理性质不同来解答；
（2）根据在化合物中正负价的代数和为0，在原子中质子数等于电子数来解答；
（3）根据题中信息来解答；
（4）根据图示所给数据及电池内阻增加，性能下降来解答。
1 / 16.1.1 碳单质的多样性 分层作业（原卷版）-人教版（新教材）化学九上
一、基础巩固
1．下列物质的用途正确的是
A．木炭用于防毒面具
B．炭黑用于制铅笔芯
C．石墨用于作墨汁
D．氮气用作化工原料
2．用墨绘制的《清明上河图》等古画能历经千年墨色如新。这主要是因为墨中的碳在常温下具有的性质是
A．硬度大 B．化学性质不活泼
C．熔点高 D．具有吸附性
3．活性炭除去水中的色素和异味，利用了活性炭的性质是 (　　)
A．熔点高 B．吸附性 C．可燃性 D．导电性
4．唐代陆羽所著《茶经》涵盖了茶树栽培、茶具使用、饮茶方法等内容，是世界现存最早、最完整的茶学专著。
（1）《茶经》中记载的“漉（lù）水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的　 　。
（2）明代已存在用木炭除去泡茶用水中异味的方法，因为木炭具有　 　的结构。
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”是指______（填序号）。
A．原子 B．分子 C．元素
二、能力提升
5．下列事实对应的微观解释正确的是
选项 事实 解释
A 等质量的水和冰体积不同 构成物质的分子大小不同
B 金刚石和石墨物理性质不同 原子排列方式不同
C 夏天钢轨之间的缝隙变小 温度升高分子间隔变大
D CO和CO2化学性质不同 一个一氧化碳分子比二氧化碳分子少一个氧原子
A．A B．B C．C D．D
6．我国科学家成功将石墨转化为比金刚石硬度更大的“六方金刚石”。有关“六方金刚石”说法正确的是
A．由碳元素组成
B．可制作铅笔芯
C．常温下能与氧气反应
D．与石墨中的碳原子排列方式相同
7．下列叙述正确的是
A．石墨是天然存在的最硬物质
B．空气中氮气的质量分数约为78%
C．含氧化合物里氧被夺去的反应，叫做氧化反应
D．拉瓦锡借助天平，对大量化学反应进行了较为精密的定量研究
8．小组同学通过参观考察，绘制了下列自来水厂处理水的过程模拟图。下列说法错误的是（　　）
A．混凝剂是明矾，可使悬浮杂质较快沉降
B．滤水池可除去难溶性杂质和部分可溶性杂质
C．X池中可以加入活性炭，吸附色素和异味
D．氯气用于杀菌消毒，发生的是化学变化
9．“笔、墨、纸、砚”被成为文房四宝，承载着优秀的中华传统文化。
（1）在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的　 　（填字母）有相似之处。
a.沉降 b.过滤 c.吸附 d.蒸馏
（2）《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色是因为常温下碳的化学性质　 　。
（3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的　 　性。
10．模型是联系宏观与微观的桥梁。下图所示为四种物质及其微观构成的模拟图，请回答问题：
A.金刚石 B.氧化镁 C.石墨 D.氯化钠
（1）如图所示，可将①　 　(填字母)分为一类，依据是物质均由②　 　构成。
（2）如图为氧气在三态变化时的微观模型图，物质在A点时为①　 　(填“固”、“液”或“气”)态。结合该图示说明由分子构成的物质发生三态变化的微观实质是②　 　。
a．分子种类改变 b．分子种类不变 c．分子间隔改变
三、思维拓展
11．我国化学电池技术全球领先。电池的比能量(单位质量的电池所输出的电能)是衡量电池优劣的重要指标之一，常用电池的比能量：锂电池>镍氢电池>镍镉电池>铅蓄电池。锂电池具有轻便、比能量高的突出优点。生产含磷酸亚铁锂()的电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯作导电剂，可有效提高电池性能，但过多的石墨烯会导致电池内阻增加，性能下降。我国科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响进行研究，结果如图所示。
（1）石墨烯与金刚石的物理性质有很大差异，原因是　 　。
（2）中磷酸根的化合价为-3价，则锂元素的化合价为　 　价，磷原子的核内有15个质子，则磷原子的最外层电子数为　 　。
（3）手机使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是　 　。
（4）含的电池材料中添加的石墨烯含量为　 　时，电池性能最佳。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】氮气及稀有气体的用途；化学性质与物理性质的差别及应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 防毒面具需要吸附性极强的活性炭吸附毒气，木炭吸附性较差，不能用于防毒面具，故错误。
B. 铅笔芯是由石墨和黏土混合制成的，炭黑不用于制作铅笔芯，故选错误。
C. 墨汁的主要原料是炭黑，常温下炭黑化学性质稳定，可让字迹长久保存，石墨不用作墨汁原料，故错误。
D. 氮气可用于制备氮肥、硝酸等化工产品，是重要的化工原料，故正确。
故答案为：D。
【分析】A、根据活性炭吸附性好分析。
B、铅笔芯由石墨和黏土混合制成的。
C、根据石墨的用途分析。
D、根据氮气的性质、用途分析。
2．【答案】B
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】墨的主要成分为碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，因此用墨绘制的古画能历经千年墨色如新。
故答案为：B.
【分析】根据单质碳的化学性质在常温下稳定，不与其它物质发生反应；在高温下碳具有可燃性和还原性来解答。
3．【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】活性炭具有吸附性可以吸附色素和异味。
故答案为：B.
【分析】根据活性炭具有吸附性可以吸附色素和异味来解答。
4．【答案】（1）过滤
（2）疏松多孙
（3）C
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；元素的概念；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）《茶经》中记载的“漉(lù)水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的过滤，过滤可实现固液分离；
（2）明代已存在用活性炭除去泡茶用水中异味的方法，因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，即此法利用了活性炭的吸附性；
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”不是以分子、原子、单质的形式存在，而是强调存在的元素，与具体形态无关，故选：C。
【分析】（1）根据过滤操作的作用（分离固体与液体）解答；
（2）根据木炭的结构与吸附性的关系解答；
（3）根据元素的概念（宏观组成）解答。
（1）《茶经》中记载的“漉(lù)水囊”可用于分离固体和液体，该分离过程类似于化学实验操作中的过滤，过滤可实现固液分离；
（2）明代已存在用活性炭除去泡茶用水中异味的方法，因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，即此法利用了活性炭的吸附性；
（3）茶叶含氟，对预防龋齿有一定效果，这里的“氟”不是以分子、原子、单质的形式存在，而是强调存在的元素，与具体形态无关，故选：C。
5．【答案】B
【知识点】分子和原子的区别和联系；分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 水、冰都由水分子构成，其体积不同是因为水分子之间的间隔不同，故错误。
B. 金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的碳单质，物理性质差异大的根本原因是碳原子的排列方式不同，故正确。
C. 钢轨主要成分为金属铁，铁由铁原子直接构成，夏天缝隙变小是温度升高使铁原子间的间隔变大，不存在分子，故错误。
D. 和分子构成不同（属于不同种分子），其化学性质不同，故错误。
故答案为：B 。
【分析】根据分子的基本特征：分子质量和体积都很小；分子之间有间隔；分子是在不断运动的；同种物质的分子性质相同，不同物质的分子性质不同，进行分析。
6．【答案】A
【知识点】物质的元素组成；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、石墨和六方金刚石都是由碳元素组成的单质，仅碳原子排列方式不同，因此六方金刚石由碳元素组成，选项A说法正确，符合题意；
B、铅笔芯是利用石墨质软的性质制成的，六方金刚石硬度比金刚石更大，质硬，不能制作铅笔芯，选项B说法错误，不符合题意；
C、碳在常温下化学性质稳定，不与氧气发生反应，高温条件下才会与氧气反应，选项C说法错误，不符合题意；
D、六方金刚石与石墨的物理性质差异大，原因是碳原子的排列方式不同，二者碳原子排列方式不一样，选项D说法错误，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据碳的单质均由碳元素组成的知识点解答；
B、根据铅笔芯的制作原理，石墨质软适合制铅笔芯解答；
C、根据碳单质的化学性质，常温下稳定解答；
D、根据碳单质物理性质差异的原因，碳原子排列方式不同解答。
7．【答案】D
【知识点】空气的组成；氧化反应及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 天然存在的最硬物质是金刚石，石墨质地软，故错误；
B. 空气中氮气的体积分数约为78%，故错误；
C. 含氧化合物中氧被夺去的反应是还原反应，物质得到氧的反应才是氧化反应，故错误；
D. 拉瓦锡借助天平对化学反应开展定量研究，是最早用精密定量方法研究化学的科学家之一，故正确；
故答案为：D。
【分析】A、天然存在的最硬物质是金刚石。
B、根据空气中的成分分析。
C、根据还原反应，氧化反应的概念分析。
D、根据拉瓦锡的贡献分析。
8．【答案】B
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；水的净化；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、明矾可以吸附悬浮杂质，使之快速沉降，所以混凝剂为明矾，故A正确；
B、滤水池通过过滤的方法只能除去难溶性杂质，不能除可溶性杂质，故B错误；
C、X池中加入的是活性炭，可以吸附水中的色素和异味，故C正确；
D、氯气溶于水与水反应生成强氧化性的HClO，使细菌等微生物蛋白质发生变性，从而杀死细菌，该过程有新物质生成，属于化学变化，故D正确。
故答案为：B。
【分析】A、根据明矾可以加速悬浮物沉降进行分析解答；
B、根据过滤只能除去不溶性杂质进行分析解答；
C、根据活性炭可以吸附颜色和异味进行分析解答；
D、根据有新物质生成的变化属于化学变化进行分析解答。
9．【答案】（1）b
（2）稳定
（3）吸附
【知识点】过滤的原理、方法及其应用；碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解析】（1）用竹帘从纸浆中捞纸是分离固体纤维与液体水，与过滤（分离不溶性固体与液体）原理一致，选项中b为过滤，故填b；
（2）水墨画保存至今不变色，是因为常温下碳的化学性质稳定（或不活泼），不易与空气中物质反应，故填稳定（或不活泼）；
（3）竹炭可去除异味，是利用其吸附性（疏松多孔结构吸附异味分子），故填吸附。
【分析】（1）根据过滤操作的本质（分离不溶性固体与液体混合物）与捞纸过程（分离固体纤维与水）的对应关系解答；
（2）根据碳的化学性质（常温下稳定，高温下活泼）及物质长期保存不变色的核心原因（化学性质稳定，不易反应）解答；
（3）根据吸附性的应用场景（去除异味、色素等，依赖物质的疏松多孔结构）分析竹炭除异味的原理解答。
（1）在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸，该操作与化学实验中的过滤有相似之处，故选：b；
（2）墨的主要成分是碳，《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色是因为常温下碳的化学性质稳定；
（3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的吸附性。
10．【答案】（1）AC；原子
（2）固；bc
【知识点】分子和原子的区别和联系；分子的定义与分子的特性；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）分析四种物质的微观构成：
A是金刚石，由碳原子直接构成；
B是氧化镁，由镁离子（Mg2+）和氧离子（O2-）构成；
C是石墨，由碳原子直接构成；
D是氯化钠，由钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）构成。
因此有两种分类方法：
①将AC分为一类，依据是物质均由原子直接构成；
②将BD分为一类，依据是物质均由离子构成。
（2）氧气在三态变化时，分子之间的间隔不同：固态时分子间隔最小，液态时分子间隔较大，气态时分子间隔最大。图中A点时分子间隔最小，因此物质在A点时为固态。
由分子构成的物质发生三态变化时，没有新物质生成，属于物理变化。从微观角度看，变化过程中分子的种类没有改变，只是分子之间的间隔发生了改变。因此选b、c。
【分析】（1）根据常见物质的微观构成（原子、分子、离子），对物质进行分类；
（2）根据物质三态变化时分子间隔的变化规律，判断物质的状态；根据三态变化的微观实质解答。
（1）金刚石、石墨都是碳单质，均由碳原子直接构成；氧化镁由镁离子和氧离子构成，氯化钠由钠离子和氯离子构成，可根据构成物质的粒子种类分类。
（2）由温度-时间变化曲线可知，A点温度最低，氧气分子间隔最小，为固态；三态变化属于物理变化，无新物质生成，因此分子种类不变，仅分子间的间隔随状态变化发生改变。
11．【答案】（1）碳原子排列方式不同
（2）+1；5
（3）锂电池轻便、比能量高
（4）4%
【知识点】原子结构示意图与离子结构示意图；有关元素化合价的计算；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1） 石墨烯与金刚石的物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同。
（2）在化合物中元素化合价代数和为0，已知在中磷酸根的化合价为-3价，铁的化合价为+2价，设锂元素的化合价为x，则x+(+2)+(-3)=0，x=+1价。 在原子中质子数等于电子数，已知磷原子的核内有15个质子，故磷原子的电子数＝质子数＝15 ，其原子具有三个电子层，其电子排布为2、8、5，即最外层电子数为5。
（3） 由资料可知手机使用锂电池而不使用铅蓄电池， 是由于锂电池轻便、比能量高 。
（4） 由图示可知含的电池材料中添加的石墨烯含量为4%时， 磷酸亚铁锂的电阻最低，则电池性能最佳。
【分析】（1）根据石墨烯与金刚石中的碳原子排列不同导致它们的物理性质不同来解答；
（2）根据在化合物中正负价的代数和为0，在原子中质子数等于电子数来解答；
（3）根据题中信息来解答；
（4）根据图示所给数据及电池内阻增加，性能下降来解答。
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