人教版九年级化学上册《碳单质的化学性质》同步讲义（带答案解析）

人教版九年级化学上册《6・1・2碳单质的化学性质》同步讲义（带

答案解析）

A教学目标

1.了解碳单质的化学性质。

教学目标2.理解还原反应，掌握木炭还原氧化铜的实验探究。

3.了解碳单质的用途。

重点：碳单质的化学性质。

重点和难点

难点：还原反应。

探新知教材知识解读

♦知识点一碳单质的化学性质

1.常温下碳的稳定性

（1）碳原子的结构决定碳单质的性质，碳原子的核内质子数为6,核外电子数也为6,第一层有2个电子，

最外层有一个电子，不容易得、失电子，所以常温下碳单质的（很稳定），即使受日

光照射或与空气、水分接触，都不容易发生变化。

（2）实际应用

古代书法家、画家用

用碳素墨水填写具碳的墨（用炭黑等制成）书写

有保存价值的档案稳定性或绘制的字画能够保

存很长时间而不变色

2.援与氧气的反应一可燃性

在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。

充分燃烧时，生成一氧化碳

氧气充足现象:___________________________________________O

不充分燃烧时，生成一氧化碳

氧气不足—

『①二筋福貌了「茉麻温丽被麻荒芬融庭:"瀛臧锭为被荔獗照”圣葭褫.而;「

1②反应物的含量有时决定了生成物的种类，例如碳在氧气中燃烧，若氧气的量不同，则生成物不同。碳充

i分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳。

：③碳和氧气反应时，不论燃烧是否充分，反应过程中都热量。

)禳写窠逅氧花物的反应二速原容

(1)实验探究——木炭还原氧化铜

C+CuO

实验装置

一澄清

石灰水

①____________________________;

②把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管：

③将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管；

实验步骤

④用酒精灯〔可加网罩，最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟；

⑤撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管____后再把试管里的粉末倒

在纸上

开始加热时，导管口有无色气泡冒出；过一会儿，______粉末变为_____,澄清石灰

实验现象

水变______

开始加热时，试管中的空气因受热体积膨胀而逸出；温度达到高温后，木炭与氧化铜

实验分析开始反应，生成的铜为红色固体，另一种生成物二氧化碳为无色气体，能使澄清石灰

水变浑浊

实验结论碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳；木炭具有____性

化学方程式—

①根据化学方程式计算可知，木炭与氧化铜反应时的理论质量比约为G3.3,但因为反应过程中，木炭会和

试管中的氧气反应，所以木炭粉应该稍,木炭粉与氧化铜粉末的质量比最好控制在_____左右。

②木炭粉烘干的原因：。

③固定试管时试管口应略向下倾斜，防止.

④开始加热时，导管口有无色气泡冒出，但澄清石灰水不变浑浊，这是因为刚开始排出的是试管内

的。

⑤实验结束后，应先把导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，防止。_

「⑥殍应骸而后苒前钛督内前麻的由「防卫..............................

I

\⑦网罩的作用：。

I------------------------------------------------------

'（2）碳的这原荏

[1|即学即练

1.下列说法不能说明碳在常温下化学性质稳定的是

A.用碳素墨水书写档案B.古代的水墨画保存百年不褪色

C.钻石恒久远，一颗永流传D.炭雕能吸附室为甲醛

2.中科院研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质一'T碳"（化学式为C）。有关“T-碳”的说法错误

的是

A.完全燃烧的产物是二氧化碳B.常温下化学性质稳定

C.由原子直接构成D.物理性质与石墨相似

高温

3.下面是某同学做完碳的还原性实验后所写的化学方程式：2CuO+C=2Cu+CO2to下列说法中正确的是

A.实验时大试管中红色粉末变黑

B.化学反应前后试管中固体总质量不变，符合质量守恒定律

C.碳发生了还原反应，有还原性

D.该反应中CuO中的氧被C夺去

4.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见

图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。

（I）写出木炭与氧化铜反应的化学方程式,其中发生还原反应的物质是

。）判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是

（3）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是（写出一条即可）。

揭规律讲透重点难点

一、密闭容器中碳与氧气反应后物质成分的判断

此类题型考查在密闭容器中，一定质量的碳与氧气反应后所得物质的成分（一般考查气体成分）的确定。根据

碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的化学方程式进行分析讨论，再利用所给的碳与氧气的质晟比确定反应

后所得物质的成分。可利用数釉帮助分析理解，具体分析如下。碳在氧气中的反应：

充分燃烧C+02=C02不充婢烧2C+O2^CO

12322432

m(C)123zn(C)243

====

m(02)32¥m(02)327

碳与氧气的质

m(C)<3rn(C)_33m(C)3m(C)_3m(C)>3

量比皿。2)8皿。2)8W丽Wm(02)4ni(O2)4

所得物质成分、

02、C02CO2CO、CO2COCOC

所得气体成分02、C02CO2CO、CO2COCO

表格信息可用数轴表示:

co2co

函cfrm（C）

1/加Q）

I■■实践应用

I.将一定质量的碳和氧气放入密闭容器中引燃，两者恰好完全反应，测得容器中只有CO2和co。则原来

密闭容器中碳和氧气的质量比可能是

A.3：4B.3：8C.1：2D.1：3

二、还原反应

含氧化合物里的氧被夺去的反应属于还原反应。

天平不平衡不等于不遵守质量守恒定律

if-H

在反应2CuO+C=^=2Cu+CO2f中，氧化铜失去氧而变成单质铜，氧化铜被还原，发生反应。氧化铜

在反应中提供氧，具有性，是氧化剂。木炭夺去了氧化铜里的氧生成了二氧化碳，发生了反应。

木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有性，是还原剂。

（发生还原反应）

...、丁I

C+2CuO高温CO2T+2Cu

得氧失氧（氧化产物）（还原产物）

।（发生氧化反应）t

具有______具有______

作还原剂作氧化剂

实践应用

1.（多选）明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“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，发火锻红，冷淀，毁耀取出，即倭铅也”（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，燃烧时分解为

氧化锌和二氧化碳。泥罐中掺有煤炭），下列说法不正确的是

A.倭铅是指金属锌和铅的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是C

C.冶炼Zn过程中，ZnO发生了本原反应D.反应过程中只有锌元素化合价发生改变

帮解题方法能力构建

考点一碳单质的可燃性

【例1】如图是《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟（

主要为炭黑）可用于制墨。请回答下列问题：

（1）墨中的主要元素是1写元素名称）；水墨画能长时间保存，是因为。

（2）炭黑产量与炉堂口的大小（填''有关”或“无关”）。

（3）请你写出炉膛中发生化学变化的化学方程式：o

（4）石墨与炭黑都是由同种元素组成，但它们的物理性质差别很大，原因是一o

【变式新材料“碳海绵’’主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具备高弹性和疏松多孔的结

构，其密度约为氢气密度的两倍。关于“碳海绵”的说法中不正确的是

A.“碳海绵”充分燃烧生成CO2B.“碳海绵”具有吸附性，属于物理性质

C.“碳海绵”具有一定的吸附性D.“碳海绵”是单质

【变式1・2】“超级黑”是一种碳纳米管制造的新型材料，它只吸收0.035%的光线，传导热的效率为铜的7

倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是

A.“超级黑”是一种新型的化合物B.在一定条件下，"超级黑''能够燃烧

C.“超级黑”说明碳单质都是黑色D.“超级黑”中碳元素的化合价为+4

【变式1・3】相同质量的碳燃烧分别生成CO和CO-消耗氧气的质量比是

A.2:1B.1:2C.14:11D.11:14

考点二碳单质的还原性

【例2】“中国高铁，世界第一”高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镇增强性能，工业上采用火法

高温小

炼银的原理是：C+2NiO~^Ni+XT.下列说法错误的是

A.反应中X的化学式为CO?B.NiO是一种氧化物

C.此变化前后Ni的化合价降低了D.此反应说明碳具有氧化性

【变式2・1】中国科研团队受“弓弩”等结构启发，研制出碳单质家族的新成员一“碳弹簧”，该新型碳材料由

多孔碳材料制作而成。下列关于“碳弹簧”的说法正确的是

A.常温下，“碳弹簧”的化学性质很活泼

B.“碳弹簧”中碳原子静止不动

C.在一定条件下，“碳弹簧”可以与氧化铜发生反应

D.“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳

【变式2・2】华为手机搭载的先进芯片备受关注，制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反

高温

应为2C+SiO2Tsi+2coJ关于该反应叙述错误的是

A.2c表示2个碳原子

B.C具有还原性

C.该反应有两种氧化物

D.参加反应的C和SiO?的质量比为2：1

【变式2・3】燃煤发电仍是我国电力的主要来源。如何实现燃煤产生的二氧化碳零排放，科学家设想利用煤

和氧化铁反应发电并将二氧化碳转变成液体燃料甲醇(CHQH)的新工艺获得了一定的进展，该设想的反应原

理流程如图所示：

(1)将煤磨成煤粉，是为了增大一，提高反应速率和原料利用率。

(2)“反应器”中主要的化学反应方程式为—。

（3）“分离器”的产物用“热空气循环氧化”，“热空气”中参与反应的物质主要是

（4）“合成器”中发生反应的化学方程式可表示为：CO2+3H2=CH3OH+—o

（5）该流程主要产生的废弃物是一。

考点三有关碳单质性质的实验探究

【例3】李洋同学在'实验室用木炭和氟化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，他联想到单质碳的一些

化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生。

【查阅资料】CO气体有毒，不能使澄清石灰水变浑浊，但能使湿润的黄色氯化钿试纸变蓝色，

【实验验证】

（1）点燃A处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，反应的化学方程式为：。

（2）刚开始预热时，B中立即有气泡产生，但澄清石灰水不变浑浊，原因。

（3）C装置中出现的现象，说明有CO气体生成，证明该同学的判断是正确的。

【实验反思】

（4）李洋同学对CO产生的原因进行了分析。

①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接反应放出产生CO。

②原因二：反应中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO,请你从原因一、原因二中

选择其一，用化学方程式表示其反应原理：。

（5）有同学实验结束后立即将试管中的粉末倒出，发现红色粉末逐渐变为黑色，出现这样的原因可能

是o

【变式3・1】某小组利用如图装置进行木炭与氧化铜的实验，酒精灯加金属网罩是为了提高火焰温度。下列

用木炭还原氧化铜

A.该反应说明木炭具有还原性

B.反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体

C.该反应中，化合价降低的是铜元素和碳元素

高温小

D.装置中发生反应:C+2CuO^2CU+CO2T

【变式3・2】在学习了“碳的化学性质”后，化学兴趣小组的同学在老师的指导下打算进行“木炭还原氧化铜”

的实验。装置如图所示。

C+CuO

请回答下列问题：

（I）此实验在酒精灯火焰上罩网罩的目的是：O

加热一段时间后停止加热，并将装置冷却至室温后，将试管内固体取出，同学们对固体的成分产生了浓厚

的兴趣。

【提出问题】

试管内固体成分是什么？

【猜想与假设】

（2）甲同学的猜想：铜和氧化铜；乙同学的猜想：氧化铜和碳；丙同学的猜想：铜、碳和氧化铜：丁同学

的猜想：铜；你的猜想：。

【收集证据】

（3）同学们一致认为，的猜想错误，原因______,在老师的帮助下，同学们最终得出了丙同学的猜

想正确的结论，并继续对固体加热完成了此实验。下图是甲同学根据整个反应进程绘制的生成铜的质量（m）

与加热时间⑴的关系图像。你认为同学们在实验过程中第一次南固体停止加热的时间点是（填'*"、

飞"、飞"或""）。

【讨论交流】

（4）刚开始加热时，装有少最澄清石灰水的试管中，液面下导管口产生气泡，但澄清石灰水没有变白色浑

浊的原因是。

（5）在这个反应中，氧化铜而变成单质铜。

【变式3-3】某实验小组尝试利用木炭和氧化铜混合制备铜，进行了如下实睑:

C+CuO

澄

酒精喷灯

f清

b石

Ml灰

水

（1）加热一段时间后，观察到a试管中的现象为,反应的方程式为,b试管中的现象

为。

（2）实验结束时，应先（选填“将导管撤出石灰水”或“移开酒精喷灯）原因是。移开酒

精喷灯后，还应立即用弹簧夹夹紧乳胶管，这样做的目的是。

（3）利用下图甲装置进行实验可知，碳与氧化铜反应除了生成CCh可能还会产生CO,CO和CO?的体积

刷好题同步分层测评

1!基础达标

高温小

:

!.明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法，其化学方程式为:2C+SnO2=2COt+Sn,发

生还原反应的物质是

A.CB.SnO?C.COD.Sn

高温

2.对于化学反应C+CO2=2CO,下列说法不正确的是

A.产物是一种空气污染物B.此反应中碳元素有两种化合价

C.此反应涉及两种氧化物D.此反应为化合反应

3.下列用途利用了碳单质的化学性质的是

①不墨作电极②制糖工业中用活性炭脱色③石墨作润滑剂④作燃料⑤冶炼金属

A.①®③④B.②⑤C.①③（§）D.④⑤

4.下列关于金刚石和石墨的说法，不正确的是

A.金刚石和石墨都属于碳的单质B.石墨转化为金刚石属于物理变化

C.它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳D.金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异

5.2024年1月4日，媒体报道天津大学研究团队领衔创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。石

墨烯是由碳原子形成的单层六边形结构材料。下列有关说法正确的是

A.石墨烯属于新型化合物B.石墨烯与金刚石组成不同

C.石墨烯完全燃烧生成二氧化碳D.石墨烯一定不具有还原性

6.下列有关碳的化学性质的描述中正确的是（）

A.碳单质具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳

B.碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热

C.木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧

点燃

D.在氧气中充分燃烧的化学方程式为C6O+6002=60C02

7.除去氧化铜中少最木炭粉的方法是

A.隔绝空气加强热B,加入水搅拌后过滤C.在氧气流中加热D.根据颜色分离

A.开始加热时，装置HI中出现的气泡是CO?

B.实验中，装置I中铜元素的质量始终不变

C.停止加热前，必须将导管从装置IH中取出

D.结束后，装置I中仍有黑色固体说明碳过量

综合应用

9.取碳和氧化钢的混合物咤在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如下图。下列说法正确的是

°八“反应时间/min

A.M点对应的固体物质只有两种

B.N点对应的固体为黑色

C.反应后产生气体的总质量为（a-b）g

D.。〜^min内，固体中铜元素的质量分数不变

10.实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，实验时，试管中固体的质量随加热时

间的变化如图2所示，下列分析错误的是

C+CuO

黑f

水式

图1

A.M点时反应未开始

B.N点对应的固体物质只有两种

C.M-P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量

D.反应中木炭表现出还原性，将氧化铜还原为铜

11.两份质量相等的碳，一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳，另一份与氧气反应全部生成一氧化碳，则前

者与后者消耗氧气的质量比为

A.2:1B.1:2C.3:4D.3:8

12.金刚石、石墨、C6G都是由碳元素组成的单质，它们的原子排列方式不同，导致它们在性质上存在着明

显差异。

（I）请写出另一组由同种元素组成的不同单质：。

（2）石墨具有优良的，常用作干电池的电极。

（3）硅是一种良好的半导体材料。工业上制粗硅的反应为2C+SiO?%Si+2COT,该反应中SiO?发生一

（填''氧化''或"还原”）反应。

占燃

（4）已知反应：2Mg+CO2=2+Co则Mg着火时，（填“能”或“不能”）使用二氧化碳

灭火器灭火。

IL,拓展培优

13.化学兴趣小组取一定质量木炭粉和氧气在密闭耐高温容器中引燃，用压强传感器测定容器内压强的变

化如图所示（起始压强为Po,已知：一定温度和体积下，容器内压强与气体分子数目成正比），请根据图示

信息回答下列问题。

（I）图中AB段压强变化不明显的原因是o

（2）BC段压强快速上升的原因是。

（3）CD段压强下降的原因是,D点的气体成分是（写化学式）。

14.化学实验深受同学们的喜爱，同学们在实验室完成木炭粉和氧化铜的实验时发现可能会产生一氧化碳

有毒且容易爆炸，实验结束未及时撤出导管澄清石灰水会倒吸，存在安全隐患。于是他们对教材实验装置

（1）按如图组装好仪器，检查装置的气密性。加热前，要先从左端通入一段时间氮气后，再关闭旋塞。目

的是o

（2）打开连接MCH陶骁加热棒的直流电源充分加热，观察到长柄U形玻璃管中的现象为。发生

还原反应的物质有O

（3）待冷却后打开旋塞，滴入澄清石灰水，发生反应的化学方程式为。

（4）判断碳粉与氧化铜是否完全反应，最简单的方法是________________o

15.某化学兴趣小组用木炭进行了相关探究。

【探究一】木炭的还原性

为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭和氧化铜的干燥混合物1〜2.5g进行系列实验。

查阅资料：氧化铜（CuO）为黑色固体。

进行实验：

实验I：取质量比1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g,用甲、乙两种装置进行实验。

实验2：取一定量的混合物，用乙装置进行实验。

序号木炭粉与氧化铜的质量匕反应后物质的颜色、状态

2-11：9混有少量黑色物质

2-21：10混有很少量黑色物质

红色固体有金

2-31：11混有极少量黑色物质

属光泽

2-41：12无黑色物质

2-51：13混有较多黑色物质

解释与结论

（1）实验前，小组同学将木炭研磨成粉末的目的是一。写出C和QQ反应的化学方程式：—。

（2）实验I的目的是。

（3）他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入己干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出

现浑浊时，—（填“能”或"不能”）确定氧化铜和木炭粉已经开始反应。

（4）实验2的结论是一。实验2没有进行质量比为1:14的实验，理由是一。

16.某中学化学兴趣小组的同学在实验室进行了木炭（杂质不发生任何反应）与氧化铜反应的实验，请根

据信息回答问题：

【进行实验】

（1）在确认装置气密性良好之后，南南同学把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试

管【，并将试管I固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。之后他打开弹簧夹，用加网罩的酒精灯加

热混合物，加网罩的目的是：加热过程中，他观察到试管I中产生的现象，写出产生此

现象的反应的化学方程式_______0

试管I

a.停止加热

b.把试管I里的粉末倒在纸上

c.充分反应后，从石灰水中撤出导管

d.待试管I冷却

e.用弹簧夹夹紧乳胶管

正确的排序为：（填字母）。

【提出问题】纸上的粉末由哪些物质组成？

【思考与讨论】

南南同学认为纸上的粉末由木炭和铜组成。

小闵同学认为纸上的粉末由铜组成。

（3）你认为纸上的粉末由_______组成。

（4）经过大家讨论，大家一致认为：如果你的预测是正确的，则最初放入到试管I中的僦化铜粉末和反应

生成的铜的质量比（填“大于”或“小于”或“等于"）5:4>

参考答案与解析

A教学目标

1.了解碳单质的化学性质。

教学目标2.理解还原反应，掌握木炭还原氧化铜的实验探究。

3.了解碳单质的用途。

重点：碳单质的化学性质。

重点和难点

难点：还原反应。

探新知教材知识解读

♦知识点一碳单质的化学性质

1.常温下碳的稳定性

（1）碳原子的结构决定碳单质的性质，碳原子的核内质子数为6,核外电子数也为6,第一层有2个电子，

最外层有2个电子，不容易得、失电子，所以常温下碳单质的化学性质不活泼（很稳定）,即使受日光照射

或与空气、水分接触，都不容易发生变化。

（2）实际应用U

添

古代书法家、画家用

用碳素墨水填写具碳的林墨（用炭黑等制成）书写

有保存价值的档案稳定性或绘制的字画能够保

存很长时间而不变色

2.援与氧气的反应一可燃性

在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。

充分燃烧时，生成二氧化碳现象：发出白光，放出大量的热，生成使澄清

氧气充足

C+O2^^=C6石灰水变浑浊的气体。

不充分然烧时，生成一氧化碳

氧气不足——

2C+OZ=^=2CO

r...

惘

①一般情况下，未特殊说明碳是不充分燃烧，通常就是认为碳充分燃烧，生成物为C02。

②反应物的含量有时决定了生成物的种类，例如碳在氧气中燃烧，若氧气的最不同，则生成物不同。碳充

分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳。

③碳和氧气反应时，不论燃烧是否充分，反应过程中都放出热量。

3.段与某些氧化物的反应一还原性

（1）实验探究木炭还原氧化铜

C+CuO

?3f

实验装置

一澄清

喟石灰水

①检查装置气密性;

②把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；

实验步骤③将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管；

④用酒精灯（可加网罩，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟；

⑤撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管诊却后再把试管里的粉末倒在纸上

实验现象开始加热时，导管口有无色气泡冒出；过一会儿，黑色粉末变为红色,澄清石灰水变浑浊

开始加热时，试管中的空气因受热体积膨胀而送出；温度达到高温后，木炭与氧化铜开始

实验分析

反应，生成的铜为红色固体，另一种生成物二氧化碳为无色气体，能使澄清石灰水变浑浊

实验结论碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳；木炭具有还原性

化学方程式2CuO+C=^=2Cu+CO2T

:①根据化学方程式计算可知，木炭与氧化铜反应时的理论质量比约为1:13.3,但因为反应过程中，木炭会和

：试管中的氧气反应，所以木炭粉应该稍过量，木炭粉与氧化铜粉末的质量比最好控制在11坨左右。

!②木炭粉烘干的原因：排除水蒸气的干扰，使实验现象更明显。

:③固定试管时试管□应略向下倾斜，防止加热过程中产生的水蒸气冷凝回流使试管炸裂。

1④开始加热时，导管口有无色气泡冒出，但澄清石灰水不变浑浊，这是因为刚开始排出的是试管内的空气。

1⑤实验结束后，应先把导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，防止澄清石灰水倒吸，使试管炸裂。

：⑥待试管冷却后再把试管内的粉末倒出，防止热的铜被重新氧化。

:⑦网罩的作用：使火焰集中，提高温度。

(2)碳的还原性

她即学即练

1.下列说法不能说明碳在常温下化学性质稳定的是

A.用碳素墨水书写档案B.古代的水墨画保存百年不褪色

C.钻石恒久远，一颗永流传D.炭雕能吸附室为甲醛

【答案】D

【解析】A、用碳素墨水书写档案，是因为碳在常温下化学性质稳定，能使档案长期保存，该选项能说明；

B、古代的水墨画保存百年不褪色，是因为墨中含碳，碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明；

C、钻石(主要成分是碳)恒久远，一颗永流传，是因为碳在常温下化学性质稳定，该选项能说明；

D、炭雕能吸附室内甲醛，是因为活性炭具有吸附性，属于物理性质，与碳的化学性质稳定无关，该选项不

能说明。

故选D。

2.中科院研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质一“T-碳”（化学式为C）o有关“T-碳”的说法错误

的是

A.完全燃烧的产物是二氧化碳B.常温下化学性质稳定

C.由原子直接构成D.物理性质与石墨相似

【答案】D

【解析】A、由吓碳”的化学式为C可知，“T-碳”是由碳元素组成的单质，则其完全燃烧的产物是二氧化碳,

故A不符合题意；

B、单质碳常温下化学性质稳定，“T-碳”属「单质碳，所以常温下化学性质稳定，故B不符合题意;

C、由叮-碳”的化学式为C可知，“T-碳”是由原子直接构成，故C不符合题意;

D、由于构成“T-碳”和石墨的碳原子的排列方式不同，二者的物理性质不同，故D符合题意。

故选D.

3.下面是某同学做完碳的还原性实验后所写的化学方程式：2CuO+C=2Cu+C02b下列说法中正确的是

A.实验时大试管中红色粉末变黑

B.化学反应前后试管中固体总质量不变，符合质量守恒定律

C.碳发生了还原反应，有还原性

D.该反应中CuO中的氧被C夺去

【答案】D

【解析】A、氧化铜和碳均为黑色，铜为红色，故实验时大试管中黑色粉末变红，说法错误，小符合题意；

B、氧化铜与碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳是气体会逸散到空气中，所以反应后试管中

固体总质量减少，但该反应仍符合质量守恒定律，说法错误，不符合题意；

C、该反应中碳结合氧元素，是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应，说法错误，不符合题意：

D、该反应中CuO中的氧被C夺去，说法正确，符合题意。

故选：Do

4.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见

图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。

图甲图乙

（1）写出木炭与氧化铜反应的化学方程式,其中发生还原反应的物质是.

（2）判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是。

（3）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是（写出一条即可）。

高温小

【答案】(I)C+2CUO=2CU+CO2T氧化铜/CuO

（2）黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。

（3）节约药品（或现象明显或操作简便等）

【解析】（1）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化微，反应的化学方程式为:

高温小

C+2CuO-2CU+CO2T。在氧化还原反应中，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应，氧化铜（CuO）

失去氧，发生还原反应。

（2）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，试管内黑色粉末（氧化铜）中出现红色固体（铜）,

二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是黑色粉末中出现红色固体，

澄清石灰水变浑浊.

（3）图乙装置是微型实验装置，所用药品的量较少，所以优点是节约药品（或现象明显或操作简便等）。

揭规律讲透重点难点

一、密闭容器中碳与氧气反应后物质成分的判断

此类题型考查在密闭容器中，一定质量的碳与氧气反应后所得物质的成分（一般考查气体成分）的确定。根据

碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的化学方程式进行分析讨论，再利用所给的碳与氧气的质量比确定反应

后所得物质的成分。可利用数轴帮助分析理解，具体分析如下。碳在氧气中的反应：

充分燃烧C+02=C02不充婢烧2c+02驾C0

12322432

m(C)123C)243

====

m(02)32Tm(02)32~4

碳与氧气的质■(C)<3m(C)_33m(C)3777(C)3

<<m(C)>3

量比tn(O2)8m(02)88m(02)4m(02)44

所得物质成分CO.C

O2、CO2CO2CO、CO2CO

所得气体成分

O2、CO2CO2CO、CO2COCO

表格信息可用数轴表示:

CO2co

CO2.ON/CO、CONCO.C”(C)

m(02)

gi实践应用

I.将一定质量的碳和氧气放入密闭容器中引燃，两者恰好完全反应，测得容器中只有CO2和co。则原来

密闭容器中碳和氧气的质量比可能是

A.3：4B.3：8C.1：2D.1：3

【答案】C

点燃

C+0co

【解析】碳完全燃烧生成C02的反应:2,碳与氧气的质量比为：12:32:3:8；

1232

o2型

2C+2C0

碳不完全燃烧生成CO的反应：，碳与氧气的质量比为:（12x2）:32=3:4。

2432

33

当产物为82和8的混合物时，质量比必须在,和产闻故选C。

二、还原反应

含氧化合物里的氧被夺去的反应属于还原反应。

感孽r粉瞪®

天平不平衡不等于不遵守质量守恒定律

在反应2CuO+C广与2Cu+CO2T中，氧化铜失去氧而变成单质铜，氧化铜被还原，发生还原反应。氧化铜在

反应中提供氧，具有氧化性,是氧化剂。木炭夺去了氧化铜里的氧生成了二氧化碳，发生了氧化反应。木

炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性,是还原剂。

（发生还原反应）

1-<71

C+2Cu@醛CO2T+2Cu

得氧失氧（氧化产物）（还原产物）

I（发生氧化反应）1

具有还原性具有氧化性

作还原剂作氧化剂

M实践应用

i.（多选）明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“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，发火锻红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，燃烧时分解为

氧化锌和二氧化碳。泥罐中掺有煤炭），下列说法不正确的是

A.倭铅是指金属锌和铅的混合物

B.煤炭中起作用的主要成分是C

C.冶炼Zn过程中，ZnO发生了逐原反应

D.反应过程中只有锌元素化合价发生改变

【答案】AD

【解析】A、根据题意，炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭，不含铅，则倭铅中不含铅，说法不

正确，符合题意；

B、煤炭的主要成分是碳（C）,在冶炼过程中，碳作为还原剂，将氧化锌中的锌还原出来，说法正确，不

符合题意；

C、冶炼锌的过程中，氧化锌（ZnO）失去氧变成锌（Zn）,含氧化合物中的氧被夺去的反应是还原反应，

ZnO发生了还原反应，说法止确，不符合题意；

D、碳酸锌（ZnCO3）分解生成氧化锌（ZnO）和二氧化碳（CO2）,该反应中各元素化合价不变；在碳还原

高温

氧化锌的反应2ZnO+C=2Zn+CO2T中，锌元素由+2价变为0价，碳元素由0价变为+4价，反应过程中

不只有锌元素化合价发生改变，说法不正确，符合题意。

故选ADo

帮解题方法能力构建

考点一碳单质的可燃性

【例1】如图是《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟（

主要为炭黑）可用于制墨。请回答下列问题：

（I）墨中的主要元素是1写元素名称）：水墨画能长时间保存，是因为

（2）炭黑产铜与炉堂口的大小（填“有关”或“无关

（3）请你写出炉膛中发生化学变化的化学方程式：o

（4）石墨与炭黑都是由同种元素组成，但它们的物理性质差别很大，原因是一。

【答案】（I）碳常温下碳的化学性质稳定

（2）有关

占燃

(3)2C+O2^=2CO

（4）碳原子的排列方式不同

【解析】（1）墨中的主要元素是碳；墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常温下碳的化学性质稳定，

所以水墨画能长时间保存；

（2）炉膛口的大小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，所以炭黑产量与炉

堂口的大小有关；

（3）由于炉膛I」较小，炉膛中发生化学变化为碳与氧气反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为

点燃

2C4-O2^2CO；

（4）结构决定性质，由于碳原子的排列方式不同，所以虽然石墨与炭黑都是由同种元素组成，但它们的

物理性质差别很大。

【变式1-1］新材料“碳海绵’’主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具备高弹性和疏松多孔的结

构，其密度约为氢气密度的两倍。关于“碳海绵”的说法中不正确的是

A.“碳海绵”充分燃烧生成CO2B.“碳海绵”具有吸附性，属于物理性质

C.“碳海绵”具有一定的吸附性D.“碳海绵”是单质

【答案】D

【解析】A、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），充分燃烧生成二氧化碳，该选项说

法正确：

B、“碳海绵”具备疏松多孔的结构，则具有吸附性，吸附性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性

质，该选项说法止确；

C、结合前面分析可知，“碳海绵”具有一定的吸附性，该选项说法正确；

D、“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，含有多种物质，属于混合物，该选项说法不正确。

故选D。

【变式1・2】“超级黑”是一种碳纳米管制造的新型材料，它只吸收0035%的光线，传导热的效率为铜的7

倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是

A.“超级黑”是一种新型的化合物B.在一定条件下，“超级黑”能够燃烧

C.“超级黑”说明碳单质都是黑色D.“超级黑”中碳元素的化合价为+4

【答案】B

【解析】A、“超级黑”是一种碳纳米管制造的新型材料，碳纳米管是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不

属于化合物，说法错误，不符合题意；

B、“超级黑”是碳单质，碳单质具有可燃性，所以在一定条件下，"超级黑''能够燃烧，说法正确，符合题意；

C、“超级黑”不能说明碳单质都是黑色，如金刚石是碳单质，但金刚石是无色透明的，说法错误，不符合题

意；

D、“超级黑”是碳单质，单质中元素的化合价为0,则“超级黑”中碳元素的化合价为0,说法错误，不符合

题意。

故选：Bo

【变式1・3】相同质量的碳燃烧分别生成CO和CO2,消耗氧气的质量比是

A.2:1B.1:2C.14:11D.11:14

【答案】B

【解析】碳燃烧的化学方程式：

,点燃点燃

碳完全燃烧生成二氧化碳：C+O2=_=CO2,碳不完全燃烧生成一氧化碳：2C+O2™=2C0o

设碳的质最为〃?克。

,点燃32Sin

在化学方程式C+O2-CC)2中，，"克碳反应消耗O?的质量为〃?三

在化学方程式2C+O?型2co中，，“克碳反应消耗。2的质量为切乂京=”

12x23

4/7?

生成C0消耗氧气质量3341

所以消耗氧气质量比=___________________―—W—=x=—=一

生成CO2消耗氧气质量一加一38〃「8一2

3

因此，相同质量的碳燃烧分别生成CO和CO2,消耗氧气的质量比是1:2。

故选B。

考点二碳单质的还原性

【例2】“中国高铁，世界第一”高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属银增强性能，工业上采用火法

高温小

炼银的原理是：C+2NiO=^Ni+Xf,下列说法错误的是

A.反应中X的化学式为CO?B.NiO是一种氧化物

C.此变化前后Ni的化合价降低