第六单元课题1+金刚石、石墨和C60+习题.doc

第二节碳知识要点：1、金刚石、石墨的物理性质和用途；同素异形体；2、单质碳的化学性质；3、氧化还原反应、氧化剂和还原剂；4、CO与CO2的化学性质比较；5、CO2的性质、用途，CO2 的实验室制法及检验方法；6、碳酸钙的性质，碳酸盐的通性题目：1、下列说法正确的是（ ）。（A）金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以两者混合在一起形成的是纯净物（B）金刚石和石墨燃烧后都能生成CO2，证明它们都是仅由碳元素组成的（C）石墨能导电，木炭有吸附能力（D）金刚石和石墨的物理性质的差异是由于两物质的组成元素不同答案：（C）解析：金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，不同物质混合形成的是混合物，（A）错；金刚石、石墨燃烧能生成CO2，但没有说明是否还能生成别的物质，因此不足以证明金刚石和石墨仅由碳元素组成，（B）错；金刚石和石墨物理性质的差异是由于碳原子的排列方式不同造成的，（D）错。2、石墨可以用来做高温电炉的电极，是因为（ ）。（A） 很软（B）能传热（C）能燃烧（D）熔点高，能导电答案：（D）解析：石墨滑而软，在纸上划过有痕迹，可做铅笔芯；能导电，熔点高，能做干电池的电极、高温电炉的电极；石墨很软有滑腻感，可做润滑剂；传热性能好，可用于坩埚。3、最近科学家发现了一种新分子，它具有类似足球的结构，化学式是C60。对C60有下列几种说法：C60是一种新型的化合物；C60和金刚石、石墨是由碳元素组成的三种不同的单质；C60用于制造良好的超导材料；C60的式量是720。其中正确的叙述是（ ）。（A） （B） （C） （D）答案：（C）解析：本题向同学们提出了四个问题：什么是单质？什么是化合物？用定义判断一下C60是单质还是化合物。C60、金刚石、石墨是不是同一种物质？C60有哪些重要的用途？怎样计算物质的式量？解决了这四个问题，就能找出本题应选择的正确答案。由定义可知：由同种元素组成的纯净物叫单质，由不同种元素组成的纯净物叫化合物。对比C60的化学式可知，它是由60个碳原子构成的分子，所以是单质，题中的叙述是错误的。C60、金刚石、石墨都是仅由碳元素组成的单质，但结构不同：C60有类似足球的结构，金刚石晶体是正四面体，石墨晶体则是层状结构。结构不同、性质必然不同。所以它们是由碳元素组成的不同单质。题中的叙述正确。C60是近年来科学家在研究中发现的一种奇特的大分子，在C60中掺以少量某些金属后具有超导性，它可用于制造良好的超导材料。题中的叙述正确。由此也启示我们，不能只埋头死记课本知识，应该关心当今飞速发展的科学技术的新成就、新信息。根据C60的化学式可知，它的式量为6012=720，题中的叙述正确。4、下列各种物质中，属于同素异形体的是（ ）。（A）氧气和臭氧 （B）冰和干冰（C）水和水蒸气 （D）一氧化碳和二氧化碳 答案：（A）解析：根据定义：由同一种元素形成的多种单质，叫做这种元素的同素异形体。（A）氧气和臭氧是由同一种氧元素组成的不同种单质，因此氧气和臭氧是氧元素的同素异形体。（B）冰是由水分子构成的，化学式为H2O；干冰是由二氧化碳分子构成，化学式为CO2；他们都是化合物。（C）水和水蒸气都是由水分子构成的化合物，属于同一种物质而状态不同。（D）一氧化碳和二氧化碳 是由相同的两种元素碳和氧组成的化合物。5、无定形碳有多种，它们的用途也有不同，请把下列左右两栏中相关的项目用线连接起来。炭黑 黑火药的成分之一焦炭 防毒面具滤毒罐中的物质木炭 黑色橡胶制品的成分之一活性炭 冶金工业中冶炼生铁所用 答案：炭黑 黑火药的成分之一焦炭 防毒面具滤毒罐中的物质 木炭 黑色橡胶制品的成分之一活性炭 冶金工业中冶炼生铁所用 解析：通常称为无定形碳的有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。几种无定形碳的性质和用途如下表。黑火药是我国古代四大发明之一。把木炭粉、硫黄粉和硝酸钾按一定比率混合，就可以制得黑火药。6、以下关于木炭的几种说法你认为不正确的是 （填编号）。 （A）木桩在埋入地下之前，常常把埋入地下的部分木头表面稍稍烤焦（B）木炭燃烧只可能生成一种产物（C）一位同学高温灼烧一包黑色粉末，出现亮红色的物质，他推断这包黑色粉末可能是炭粉和氧化铜粉末的混合物（D）档案材料用碳素墨水笔填写比用圆珠笔写好答案：（B）解析：单质碳的化学性质主要有：1、稳定性：常温下化学性质不活泼。如题中（A）、（D）就是对其稳定性的利用 2、可燃性：单质碳在点燃条件下能与氧气反应，而氧气的量充足与否，会影响产物不同。 C+O2CO2（空气足量） 2C+ O22CO（空气不足量）（B）不正确。3、还原性：单质碳在高温下，能与某些氧化物反应2CuO+C2Cu+ CO2 CO2+ C2 CO7、在化学反应2CuO+C2Cu+ CO2中，得知木炭夺取了氧化铜中的氧，生成二氧化碳，发生了 反应，是 剂。而氧化铜失去氧，变成单质铜，发生了 反应，是 剂。答案：氧化 还原 还原 氧化氧化剂还原剂得氧情况 失 氧 得 氧化合价变化 降 低 升 高本身性质 具有氧化性 具有还原性本身反应 发生还原反应，被还原发生氧化反应，被氧化常见物质 O2、CuO、Fe2O3 C、CO、H2解析： 在氧化还原反应中，氧化剂发生还原反应，还原剂发生氧化反应。判断氧化还原反应中的氧化剂和还原剂，可以从“得失氧”或“化合价升降”两种角度进行分析，具体分析如表。8、往下图所示仪器中，倒入充足的二氧化碳，沿烧杯壁倾倒时，观察到的现象是_，该实验说明二氧化碳具有_和_性质；因此二氧化碳可用来_。答案：蜡烛自下而上依次熄灭 二氧化碳比空气重，它既不能燃烧，也不支持燃烧 灭火解析:当集气瓶内的二氧化碳沿烧杯壁倾倒时，二氧化碳气流先聚集在底部，然后逐渐上升，把烧杯内空气下而上的排出，蜡烛自下而上依次熄灭。说明了二氧化碳比空气重，在一般情况下，它既不能燃烧，也不支持燃烧，此二氧化碳可用来灭火。9、欲将二氧化碳气体里混入的少量一氧化碳杂质除去，可让气体通过( )(A)石灰水 (B)水 (C)炽热的炭层 (D)灼热的氧化铜答案：(D)解析：除杂质时应该利用杂质和被提纯的物质的性质不同，采用物理方法或化学方法除去杂质，得到纯净的物质。提纯时，应该注意：(1)除杂质时不应引入新杂质。(2)选用的除杂试剂只能与杂质反应。(3)杂质跟试剂反应后的产物应容易和被提纯的物质分离。根据上述原则，分析一氧化碳有还原性，二氧化碳没有还原性；可将混合气通过灼热的氧化铜，则其中一氧化碳被氧化铜氧化转变成二氧化碳。10、一氧化碳有毒是因为它( )(A)易燃 (B)是还原剂 (C)与氧结合生成二氧化碳(D)与血红蛋白化合，使其失去吸收氧气的能力答案：(D)解析：一氧化碳有剧毒，吸进肺里跟血液里的血红蛋白化合，使血红蛋白不能很好地跟氧气化合，使血液的带氧功能发生障碍，造成机体急性缺氧，所以人吸入一氧化碳，就会因为缺乏氧气而死亡。11、将CO、CO2、N2的混合气体，通过足量的澄清的石灰水，再通过足量灼热的氧化铜，充分反应后剩余的气体是（ ）（A）N2（B）CO2和N2（C）CO2和CO（D）N2和CO答案：（B）解析：这类题一定要看每步反应掉什么气体，结果又生成什么气体先通入澄清石灰水，除掉原有的CO2的气体，再通过灼热的氧化铜，除掉原有CO气体，又生成了新的CO2气体，而N2在通常情况下不与其他物质发生反应，因此剩余的气体是CO2和N212、一氧化碳与二氧化碳在性质上的区别是（ ）。（A） CO密度大于CO2（标准状况下）（B）两者的溶解性相同（B） CO具有还原性，CO2没有 （D）CO的毒性比CO2大答案：（C）解析：一氧化碳与二氧化碳的性质比较。CO2CO物 理 性 质 色、态、味密度溶解性无色无味的气体比空气大可溶于水无色无味的气体比空气略小难溶于水化 学 性 质（1）不能燃烧、也不支持燃烧，不能供给呼吸（2）能与水发生反应：CO2+H2OH2CO3（3）使澄清石灰水变浑浊：CO2+Ca（OH）2Ca CO3+ H2O有可燃性、还原性，有毒不跟水发生化学发应不能使澄清石灰水变浑浊一氧化碳和二氧化碳分别是碳的两种不同的氧化物，在组成上，一个一氧化碳分子中含有一个碳原子和一个氧原子。一个二氧化碳分子中含有一个碳原子和二个氧原子。它们在组成上不同。碳元素的化合价也不相同，在一氧化碳中碳元素为+2价，它的化合价即可升为+4价，又可降低为 0价。在二氧化碳中，碳元素的化合价为+ 4价是碳的最高正价。因此，在化学反应中，碳的化合价只能降低，变为+2价或0价。由于一氧化碳和二氧化碳的组成和结构的不同，所以它们的性质也有着很大的差别。13、关于一氧化碳和氢气性质的说法，不正确的是（ ）。（A） 都难溶于水 （B）都具有还原性（C）都具有可燃性 （D）都具有毒性答案：（D）解析：一氧化碳和氢气性质比较如下：物理性质：都是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水；化学性质：一氧化碳和氢气都具有可燃性和还原性，一氧化碳有毒性，氢气没有毒性。14、用氢气、木炭粉、一氧化碳做还原剂，分别与质量相同的氧化铜在高温下反应，消耗的氢气、木炭粉、一氧化碳三种物质的质量比为（ ）（A）111（B）1314（C）1614（D）212答案：（B）解析：首先写出三种物质分别与氧化铜反应的化学方程式(1)H2+ CuOCu + H2O；C+2CuO2Cu+CO2；CO + CuOCu + CO2题中的条件是CuO质量相等，可将反应方程式各项都乘2得：(2)2H2+2CuO2Cu+2H2O；4C+2CuO2Cu+CO2；122CO+2CuO2Cu+2CO256所以氢气、木炭粉、一氧化碳的质比为41256=131415、实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：检验装置的气密性，按要求装好仪器，向长颈漏斗注入酸液，向广口瓶中放入大理石小块，收集气体下列正确操作顺序是（ ）（A） （B）（C） （D）答案：（C）解析：制取气体时，首先要检验装置的气密性，不漏气之后，向瓶内放入小块石灰石或大理石，盖好双孔胶塞，导管伸入集气瓶底部，然后向长颈漏斗中加入稀盐酸，收集气体。16、某学生打算用下图装置来制取并收集二氧化碳。请指出该学生在设计中的错误之处，说明理由并加以改正，画出正确的实验装置图。答案：原实验设计有以下几处错误：（1）气体发生装置中长颈漏斗没有插入液体中，将使所生成的CO2从漏斗口逸出。应当把长颈漏斗末端插入液面以下。（2）气体发生装置中导气管不能插到液面以下，导气管口只要稍露出橡皮塞下方一点即可。这样才能使生成的CO2沿导气管顺利导出并将发生装置内的空气排尽。（3）不能用排水法收集CO2，因为CO2能溶于水且和水反应生成H2CO3。应当根据CO2的密度比空气大的性质，采用向上排空气法收集CO2。正确实验装置如下图所示。解析：检查实验装置可以从以下几方面考虑：（1）反应原理是否正确（即所选择的药品能否达到制取气体的目的）；（2）气体发生装置的仪器装配是否符合要求；（3）所采用的收集方法能否收集到较纯净的气体。检验装置顺序一般从发生器装置到收集装置。17、碳酸钙和碳酸氢钙在一定的条件下可以相互转化，那些变幻莫测、神奇美丽的溶洞就是由此而来的。关于碳酸钙和碳酸氢钙的性质，下列说法错误的是（ ）。（A） 都能产生二氧化碳 （B）都能溶于水中（C）都能发生分解反应 （D）都能跟酸发生反应答案：（B）解析：碳酸钙不溶于水，碳酸钙有一种性质，当遇到溶有二氧化碳的水时，就会变成可溶性的碳酸氢钙Ca(HCO3)2。溶有碳酸氢钙的水如果受热或遇压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新变成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。 Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2 这两种物质都能与酸反应。CaCO3+2HClCaCl2H2OCO2Ca(HCO3)2+2HClCaCl22H2O2CO218、下列物质中，属于有机化合物的是（ ）。（A）CaCO3 （B）H2CO3 （C）CO2 （D）CH4答案：（D）解析：人们把含碳的化合物叫做有机化合物，简称有机物。如CH4等，而一般把不含碳的化合物叫做无机化合物，如水、氯酸钾、氧化铜、硫酸锌等等。一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙等少数化合物，虽然它们也含有碳元素，但由于它们的组成和性质跟无机化合物很相似，因而一向把它们作为无机化合物来研究。19、今有A、B、C、D、E五种装置（胶塞、导管可自由选用），请按下列要求回答：(1)写出的名称：_(2)实验室制取并收集氧气时应选择_和_相连接；制取并收集氢气时应选择_和_相连接；制取二氧化碳时应选择_和_相连接。(3)做木炭还原氧化铜并检验生成的气体实验，应选用_和_装置，实验完成时的现象是_。答案：(1)酒精灯、试管、铁架台、集气瓶、长颈漏斗(2)A、C E、D E、C(3)A、B 澄清石灰水变浑浊及试管里固体变红。解析：（1）掌握常见仪器的图形与名称。（2）制氧气的反应需要加热，密度比空气大，故制取装置选A，收集装置选C；制氢气的反应不需要加热，密度比空气小，故制取装置选E，收集装置选D；制二氧化碳的反应不需要加热，密度比空气大，故制取装置选E，收集装置选C。（3）C+2CuO2Cu+ CO2，反应现象：生成使澄清石灰水变浑浊的气体；黑色的粉末变成红色的物质。20、有一不纯的一氧化碳气体，其中混有少量水蒸气和二氧化碳。现提供图所示的甲、乙、丙三种装置（每种都有若干个），若用来证明混有这两种气体除去这两种气体确认CO2已除尽。请回答：（1）甲装置的作用是_。丙装置的作用是_。（2）为达到上述的目的，请用各装置接口的代号、表示出正确的连接顺序。答案：（1）除去水蒸气 证明混有CO2，除去CO2和确认CO2已除尽（2）c、d（或d、c）e、fe、fb、a注：e、f至少用两次、可以用多次。解析：该题是有关气体的除杂问题。有一不纯CO气体，其中混有少量水蒸气和CO2。如果仅仅要求除去这两种杂质，并不困难。本题的难度体现在综合要求。解题的关键之一是审题。“现提供图所示的甲、乙、丙三种装置（每种都有若干个），若用来证明混有这两种气体除去这两种气体确认CO2已除尽”。题中这一段说明两个问题。（1）提供的是三种装置，而且每种都有若干个。即有若干个甲装置，若干个乙装置，若干个丙装置。言外之意就是，可以在整个实验过程中，用两个甲或叁个乙或两个丙，也就是为了达到题设的目的，连接几个甲、乙、丙装置都可以。（2）提供的装置要完成三项任务证明混有这两种气体，除去这两种气体，确认CO2已除尽。缺一不可。审题无非是把题看明白，把题中每一段，每一句，每一个字，每一个图乃至每一个标点符号看明白，弄清它们的涵义和意图。整个题的意图明确之后，才可着手解题。甲装置盛有浓H2SO4，浓H2SO4有吸水性，常作气体干燥剂。因此中装置的作用非常明显，用来除去水蒸气。丙装置盛有石灰水，兼顾三个作用。用于除去CO2，是利用石灰水能与CO2反应；生成CaCO3沉淀和H2O，用于证明CO2的存在和确认CO2已除尽，是利用CO2能使澄清石灰水变浑浊，即通过对反应现象的观察，来达到“证明”和