初中化学人教版九上6.1金刚石、石墨和C60（第2课时） 层级练习（含解析）

课题1金刚石、石墨和C60课时2碳的化学性质【基础练习】1.文房四宝“笔墨纸砚”中的“墨”主要成分是（

）A.

Si

B.

C

C.

P

D.

Fe【答案】B【解析】文房四宝“笔墨纸砚”中的“墨”主要成分是碳，碳常温下化学性质稳定，用墨书写的字画能保存较长时间，碳的元素符号为C，故答案为：B。2.关于金刚石和石墨的说法正确的是（

）A.

都有可燃性

B.

都是无色固体

C.

硬度都很大

D.

都能导电【答案】A【解析】A.金刚石和石墨是碳的单质，都具有可燃性，A项符合题意；B.石墨是黑色固体，B项不符合题意；C.金刚石是自然界最硬的物质，但石墨很软，C项不符合题意；D.金刚石不能导电，石墨能导电，D项不符合题意。故答案为：A。3.物质的用途与性质对应关系不合理的是（

）A.

碳素墨水书写档案——稳定性

B.

石墨做电池电极——导电性

C.

焦炭冶炼金属——可燃性

D.

金刚石切割玻璃——硬度大【答案】C【解析】A、碳素墨水书写档案，是因为常温下，碳的化学性质稳定，碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化，不符合题意；B、石墨做电池电极，是因为石墨具有良好的导电性，不符合题意；C、焦炭冶炼金属，是因为焦炭具有还原性，符合题意；D、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，不符合题意。故答案为：C。4.炭雕是一种集观赏、净化空气于一体的工艺品，其主要成分是木炭。下列说法错误的是（

）A.

炭雕作为艺术品可以长久保存

B.

炭雕能吸附室内微量的有害气体

C.

摆放炭雕必须远离火种

D.

水能溶解掉炭雕，所以不能经常用湿抹布擦拭，以免炭雕消失【答案】D【解析】A、碳在常温下具有稳定性，炭雕作为艺术品可以长久保存。故不符合题意；B、炭雕具有疏松多孔的结构具有吸附性，能吸附室内微量的有害气体。故不符合题意；C、碳具有可燃性，摆放炭雕必须远离火种。故不符合题意；D、碳不能溶于水，故符合题意；故答案为：D。5.2019年我国正式进入5G元年，5G是最新一代蜂窝移动通信技术，石墨烯被列为5G交换机唯一有效的散热方案。石墨烯为单层石墨，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的材料，下列有关石墨烯的说法中正确的是（

）A.石墨烯是一种新型化合物

B.常温下化学性质活泼

C.在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳

D.石墨烯的硬度小于金刚石【答案】C【解析】A.石墨烯为单层石墨，石墨是碳单质，所以石墨烯也是单质，故不符合题意；B.石墨烯是碳单质，常温下化学性质稳定，故不符合题意；C.碳单质在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳，故符合题意；D.石墨烯被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的材料，所以硬度大于金刚石，故不符合题意。故答案为：C。6.《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，瓮中收集的黑烟主要为炭黑可用于制墨，下列说法错误的是（

）A.

炭黑主要成分是碳的化合物

B.

黑烟是由松木不完全燃烧产生

C.

炉膛的进气口大小和瓮的高矮会影响炭黑产量

D.

水墨画能长时间保存，体现了常温下碳的稳定性【答案】A【解析】A、炭黑主要成分是碳，不是碳的化合物，A符合题意。B、黑烟是由松木不完全燃烧产生的碳，B不符合题意。C、炉膛的进气口大小瓮的高矮会影响炉膛氧气含量，会影响燃烧充分程度，进而影响炭黑产量，C不符合题意。D、水墨画能长时间保存，体现了常温下碳化学性质稳定性，D不符合题意。故答案为：A。7.下列有关碳单质的说法正确的是：（

）A.

金刚石坚硬，石墨很软，是因为构成他们的原子不同

B.

用墨汁书写的字画能保存很长时间而不变色是因为碳具有还原性

C.

活性炭常用来制作防毒面具因其具有良好吸附性

D.

金刚石和石墨在足量的氧气中燃烧生成物不同【答案】C【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，金刚石坚硬，石墨很软，是因为原子的排列方式不同，不符合题意；B、用墨汁书写的字画能保存很长时间而不变色，是因为常温下，碳的化学性质比较稳定，不符合题意；C、活性炭常用来制作防毒面具因其具有良好吸附性，可以吸附有毒物质，符合题意；D、金刚石和石墨在足量的氧气中燃烧生成物相同，都是二氧化碳，不符合题意。故答案为：C。8.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（

）①都是黑色固体

②是同一种物质

③碳原子的排列方式相同

④物理性质相似

⑤化学性质相似

⑥完全燃烧都生成二氧化碳A.

①②③④

B.

⑤⑥

C.

②③④

D.

①②③④⑤⑥【答案】B【解析】金刚石是无色固体；金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的不同单质，不是同一种物质；碳的三种单质中碳原子的排列不同，所以结构不同；由于结构不同，所以物理性质差别很大，化学性质相似，完全燃烧时都产生同一产生二氧化碳；⑤⑥符合题意。故答案为：B。9.浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”的说法中不正确的是（

）A.

常温下化学性质活泼

B.

具有吸附性

C.

在一定条件下可还原氧化铜

D.

在氧气中完全燃烧的产物是CO2【答案】A【解析】A.碳单质常温下化学性质不活泼，故说法错误，符合题意；B.“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，具有吸附性，故说法正确，不符合题意；C.碳单质具有还原性，在一定条件下可还原氧化铜，故说法正确，不符合题意；D.碳单质在氧气中完全燃烧的产物是CO2，故说法正确，不符合题意；故答案为：A。10.按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（

）A.

导管口刚有气泡冒出说明反应开始

B.

实验结束应立即倒出粉末

C.

木炭能使氧化铜还原为铜

D.

固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量【答案】C【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，不符合题意。故答案为：C。11.某化学兴趣小组同学在做木炭还原氧化铜实验(如下图)时，最终没有得到红色固体，你认为下列解释不合理的是（

）A.

酒精灯未加网罩

B.

实验结束仍有少量木炭剩余

C.

实验结束装置未冷却打开橡胶塞

D.

装置气密性不好【答案】B【解析】A.酒精灯未加网罩，温度可能低，不符合题意；B.实验结束后若仍有少量木炭剩余，则不会不出现红色固体，符合题意；C.实验结束装置未冷却打开橡胶塞，生成的铜可能又被氧化，不符合题意；D.装置气密性不好，即使生成了铜也可能与氧气反应生成氧化铜，不符合题意；故答案为：B.12.化学是以实验为基础的学科，如图所示的实验都与碳有关，回答有关问题：（1）实验Ⅰ中夹有红热木炭的坩埚钳应________(填“缓慢”或“快速”)插入盛满氧气的集气瓶中；（2）为了证明实验Ⅰ的生成物，接下来的操作是________；发生反应的化学方程式为________。（3）实验Ⅱ中试管A内反应的化学方程式为________。（4）如图2所示，先将a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体，然后分别向a、c两支试管中加入质量相等的足量的石墨和活性炭，塞紧胶塞，经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象是________；________。【答案】（1）缓慢

（2）向集气瓶中倒入澄清石灰水，观察现象；

（3）

（4）c试管中的颜色消失；水进入c试管而a无明显变化【解析】（1）做木炭燃烧实验时，要将红热的木炭由瓶口向下缓慢的插入盛有氧气的集气瓶中，使木炭和氧气充分反应；

（2）

木炭燃烧生成的是二氧化碳，检验二氧化碳使用的是澄清的石灰水；为了证明实验Ⅰ的生成物，接下来的操作是向集气瓶中倒入澄清石灰水，观察现象；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水：；

（3）实验Ⅱ中试管A内碳和氧化铜在高温下生成铜和二氧化碳，；

（4）因为活性炭具有较强的吸附性，而石墨没有吸附性，所以c试管中的颜色消失，当活性炭吸附NO2后，试管内压强减小，打开弹簧夹，大气压将水压入c试管，而a无明显变化。

13.学习兴趣小组同学在学习了木炭还原氧化铜实验时，用如图所示装置。（1）（观察与讨论）酒精灯火焰周围加了金属网，金属网的作用是

__________，试管中发生反应的化学方程式

__________

__________；（2）（提出问题）试管中冷却后，他们将试管中固体取出，发现固体中仍有黑色物质，黑色物质可能是什么？（猜想与假设）小五同学可能是木炭小常同学可能是氧化铜小美同学_____________（3）（查阅资料）氧化铜在空气中不燃烧。（表达交流）小五同学猜想的理由是

__________________________

。（4）（设计实验）小五同学为了验证自己的猜想：设计实验如图所示，取黑色固体，放入试管中加强热，观察到澄清石灰水变白色浑浊，即得出自己猜想正确的结论，请你对小五同学的结论做出正确评价

__________________________

。（5）（进行实验）小美同学对实验产生兴趣也按小五同学的实验设计进行实验，在整个过程中观察到

_____________

的现象，从而证明自己的猜想正确。（6）（反思与总结）根据上述实验探究内容，我们可以总结出：在根据实验产生的现象验证物质成分时，需要注意_____________，才能准确得出结论。【答案】（1）聚拢火焰提高温度；2CuO+C2Cu+CO2↑

（2）木炭和氧化铜

（3）过量的木炭与氧化铜反应生成紫红色的铜和二氧化碳气体，将氧化铜耗尽后木炭有剩余

（4）不正确，若木炭与氧化铜同时有剩余，加强热后反应生成的二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊

（5）试管①中黑色粉末逐渐变成红色，试管②中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变白色浑浊

（6）观察现象要全面【解析】(1)金属网的作用是聚拢火焰提高温度。高温条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式：2CuO+C2Cu+CO2↑。(2)可能是木炭和氧化铜。(3)小五同学猜想的理由：过量的木炭与氧化铜反应生成紫红色的铜和二氧化碳气体，将氧化铜耗尽后木炭有剩余。(4)小五同学的结论不正确，是因为若木炭与氧化铜同时有剩余，加强热后反应生成的二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊。(5)在整个过程中观察到试管①中黑色粉末逐渐变成红色，试管②中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变白色浑浊，是因为高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，从而证明自己的猜想正确。(6)在根据实验产生的现象验证物质成分时，观察现象要全面，才能准确得出结论。【能力提升】1.明代诗人于谦在其诗中写道“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，烘炉照破夜沉沉”诗中所写的“乌金”主要成分是（

）A.

金

B.

二氧化锰

C.

炭

D.

氧化铜【答案】C【解析】诗“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深”中的“乌金”指的是煤炭，它的主要成分是炭，在燃烧时发出红色的火焰：爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉，故答案为：C。2.下列说法错误的是（

）A.

“低碳”是指较低的二氧化碳排放

B.

金刚石、石墨和C60物理性质差异大是因为碳原子的排列方式不同

C.

碳纳米管是一种以新的形态存在的碳单质，它具有导电性好的特点

D.

将烘烤过的木炭投入盛有红棕色的二氧化氮气体的集气瓶中，红棕色消失，证明木炭具有还原性【答案】D【解析】A、“低碳”是指较低的二氧化碳排放，不符合题意；B、物质的结构决定物质的性质，金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的碳单质，物理性质差异大是因为碳原子的排列方式不同，不符合题意；C、碳单质有很多种，碳纳米管是一种以新的形态存在的碳单质，它具有导电性好的特点，不符合题意；D、将烘烤过的木炭投入盛有红棕色的二氧化氮气体的集气瓶中，红棕色消失，是因为木炭具有吸附性，与还原性无关，符合题意。故答案为：D。3.我国科学家让石墨烯（单层石墨）"发声"，帮助聋哑人"说话"。关于石墨烯说法正确的是（

）A.

一定条件下可还原氧化铜

B.

性质活泼，可作电池的电极材料

C.

是一种特殊的化合物

D.

导电性强，可与盐酸反应生成氢气【答案】A【解析】A.石墨烯属于碳单质，具有还原性，可还原氧化铜，符合题意；B.石墨化学性质不活泼，但具有导电性，可作电极材料，不符合题意；C.石墨烯为碳单质，不符合题意；D.石墨不与盐酸反应，不符合题意；故答案为：A。4.碳单质及其化合物的变化与我们的生产生活密切相关。（1）金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质。下图中___________表示的是石墨结构。___________表示C60的分子结构。(填编号)（2）用如图装置，按如下步骤进行实验。步骤一：取一小块铜片，在酒精灯上加热至红热后在空气中自然冷却，铜片表面变黑。步骤二：取少量木炭粉装入试管，将步骤一所得铜片放入试管，使其一半被木炭粉包埋。步骤三：装好装置，充分预热后，先加热木炭粉包埋铜片的部分，观察到澄清石灰水变浑浊；然后着重加热未包埋部分，观察到铜片表面由黑变红。步骤四：停止加热。待试管冷却后倒出管内物质，取出铜片用清水冲洗后观察到铜片光亮如初。请回答如下问题：①“步骤一”中用于夹持铜片的仪器名称是___________，铜片表面变黑的反应的化学方程式是

______________________

；②“步骤二”中，装入木炭粉的实验操作是：将试管______________________，将木炭粉送至试管底部。③“步骤三"中，木炭粉与氧化铜反应的化学方程式是

___________________，澄清石灰水变浑浊是因为有难溶于水的碳酸钙生成，碳酸钙中含有原子团___________(用化学符号表示)。使未被木炭粉包埋的“铜片”表面由黑变红的物质是_________

(填化学式)，此反应的化学方程式是______________________。④结合步骤三的变化，从环保和安全角度考虑，原实验装置右边部分应该换成下列装置中的___________或

___________。(填编号)【答案】（1）B；A

（2）坩锅钳；2Cu+O22CuO；倾斜；C+2CuO2Cu+CO2↑；；CO；CO+CuOCu+CO2；A；C【解析】（1）金刚石是立体网状结构，石墨是六边形层状结构，C60由60个碳原子构成的分子，形似足球，又名足球烯，所以表示石墨结构的是B，表示C60的分子结构的是A，故填：B；A；（2）①夹持铜片的仪器是坩埚钳，铜片在加热的条件下生成氧化铜，反应的化学方程式为：2Cu+O22CuO；故填：坩埚钳；2Cu+O22CuO；②装入木炭粉的实验操作是：将试管倾斜，将木炭粉送至试管底部，故填：倾斜；③木炭粉与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑；碳酸钙是由钙离子和碳酸根离子构成，碳酸钙中含有的原子团是CO32-；木炭粉与反应产生的二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳（也可能是木炭粉不完全燃烧产生一氧化碳），一氧化碳再与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，所以使未被木炭粉包埋的“铜片”表面由黑变红的物质是CO，反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO2，故填：C+2CuO2Cu+CO2↑；CO32-；CO；CO+CuOCu+CO2；④由于反应中有一氧化碳生成，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染空气，所以要进行尾气处理，可以采用气球收集法或在导管末端放一盏燃着的酒精灯，故将原实验装置右边部分应该换成下列装置中的A或C，故填：A；C。5.木炭作为还原剂冶炼金属已有几千年的历史，教材利用图甲介绍了这一知识。图甲与教材中的装置还是略作了改进。（1）（知识回顾）实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，避免试管炸裂外，还可以防止________。