课题61 金刚石石墨和C60 练习解析版.docx

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课题61金刚石石墨和C60练习解析版

课题1金刚石、石墨和C60

一．选择题

1．（2019•河南三模）下列有关金刚石、石墨、石墨烯、C60四种碳单质的说法正确的是（　　）

A．金刚石和石墨的质地较软，常用来作润滑剂

B．这四种物质都是由碳元素组成的单质，化学式都是C

C．这四种物质在氧气中完全燃烧后的产物都是CO2

D．金刚石和石墨由于构成的碳原子的种类不同，因此物理性质差异很大

【答案】C。

【解析】A、金刚石硬度大，该选项说法不正确；

B、金刚石、石墨的化学式都是C，C60的化学式是C60，该选项说法不正确；

C、这四种物质在氧气中完全燃烧后的产物都是CO2，该选项说法正确；

D、金刚石和石墨由于构成的碳原子的排列方式不同，因此物理性质差异很大，该选项说法不正确。

2．（2019•松江区二模）家用净水器中活性炭的作用是（　　）

A．凝聚B．吸附C．消毒D．杀菌

【答案】B。

【解析】活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、颜色等一些不溶性物质；

3．（2019•东营期末）如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。

下列说法正确的是（　　）

①C60的一个分子由60个碳原子构成，是一种新型化合物；

②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同；

③金刚石、石墨和C60是组成相同但结构不同的三种不同物质；

④因天然金刚石资源稀少，价格昂贵，不能满足需求。

于是人们设法用石墨为原料在一定条件下制得了人造金刚石。

在这一过程中只发生物理变化。

A．①④B．②③C．①③D．②③④

【答案】B。

【解析】①C60的一个分子由60个碳原子构成，属于单质，故选项说法错误。

②金刚石、石墨和C60均为碳元素形成的化合物，在足量的氧气中完全燃烧的产物相同，均为二氧化碳，故选项说法正确。

③金刚石、石墨和C60是组成相同但结构不同的三种不同物质，故选项说法正确。

④因天然金刚石资源稀少，价格昂贵，不能满足需求。

于是人们设法用石墨为原料在一定条件下制得了人造金刚石，石墨、金刚石是碳元素形成的两种不同的单质，在这一过程中有新物质生成，属于化学变化，故选项说法错误。

4．（2019•桐城二模）据报道，我国科学家首次将石墨炔作为电池活性层的主体材料，石墨炔是第一个具有我国自主知识产权的碳材料，具有高电荷传输能力，下列有关石墨炔的说法错误的是（　　）

A．石墨炔能导电

B．石墨炔中粒子在做无规则运动

C．石墨炔可用在电子领域

D．石墨烯和C60是同一种物质

【答案】D。

【解析】

A、石墨炔具有高电荷传输能力，能导电，故正确；

B、石墨炔中粒子在做无规则运动，故正确；

C、石墨炔具有高电荷传输能力，可用在电子领域，故正确；

D、石墨烯和C60不是同一种物质，故错误；

5．（2019•合肥一模）石墨纸是高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成，如图所示，其成分以石墨为主，薄如纸片，比钢要坚硬10倍且轻巧，应用于笔记本电脑、平板显示器、数码摄像机、移动电话及针对个人的助理设备等．下列说法错误的是（　　）

A．与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小

B．与钢相比，石墨纸的硬度较大

C．石墨纸是一种环保材料

D．石墨纸是绝缘体，不易导电

【答案】D。

【解析】A、由题意可知。

与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小，故A正确；

B、由题意可知，与钢相比，石墨纸的硬度较大。

故B正确；

C、石墨纸主要由石墨制取，是一种环保材料，故C正确；

D、石墨具有优良的导电性，故D错误。

6．（2019•大连一模）石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨。

下列关于石墨烯的说法中正确的是（　　）

A．能够溶于水B．可做电池的电极

C．是一种化合物D．化学性质很稳定

【答案】B。

【解析】A、石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨，难溶于水，故选项说法错误。

B、石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨，石墨具有优良的导电性，则石墨烯具有优良的导电性，可做电池的电极，故选项说法正确。

C、石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨，属于单质，故选项说法错误。

D、石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨，属于碳的单质，化学性质不活泼，不是化学性质很稳定，故选项说法错误。

7．（2019•远安县模拟）下列有关碳单质的说法错误的是（　　）

A．金刚石是天然存在的最硬的物质

B．石墨和C60是由不同种原子构成

C．金刚石和石墨的化学性质相似

D．木炭有疏松多孔的结构因此它具有吸附能力

【答案】B。

【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，故选项说法正确。

B、石墨是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，故选项说法错误。

C、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质，金刚石和石墨的化学性质相似，故选项说法正确。

D、木炭有疏松多孔的结构，它具有吸附能力，故选项说法正确。

8．（2019•成都模拟）下列物质的用途与性质对应关系错误的是（　　）

选项

A

B

C

D

用

途

金刚石做玻璃刀

石墨做电池电极

活性炭做防毒面具的材料

书写档案规定必须使用碳素墨水

性质

金刚石硬度大

石墨很软

活性炭具有吸附性

碳在常温下化学性质稳定

A．AB．BC．CD．D

【答案】B。

【解析】A、金刚石的硬度大，可用做玻璃刀，故选项说法正确。

B、石墨具有优良的导电性，可做电池电极，故选项说法正确。

C、活性炭具有吸附性，可做防毒面具的材料，故选项说法正确。

D、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，故选项说法错误。

9．（2019•三水区一模）碳单质在生活和生产中有许多用途，下列说法不正确的是（　　）

A．活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性

B．金刚石作为装饰品是利用了它的光学性质

C．石墨用于做电极是利用了它的导电性

D．用墨水作画是利用了它的还原性

【答案】D。

【解析】A、活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性，该选项说法正确；

B、金刚石作为装饰品是利用了它的光学性质，即璀璨夺目，该选项说法正确；

C、石墨用于做电极是利用了它的导电性，该选项说法正确；

D、用墨水作画是利用了碳的化学性质在通常情况下不活泼，该选项说法不正确。

10．（2019•上城区二模）用纯净的木炭粉还原氧化铜粉末时，可能发生的化学反应是：

C+2CuO≜2Cu+CO2↑，C+2CuO≜Cu+CO↑．某同学设计实验，欲证明氧化铜中含有氧元素，实验装置如图。

有关说法不正确的是（　　）

A．实验前先通入N2的目的是排尽玻璃管中的空气，防止干扰

B．本实验能证明含氧元素的证据是澄清石灰水变浑浊

C．硬质玻璃管中黑色固体变红，可以证明氧化铜含有氧元素

D．本实验的不足是没有处理尾气

【答案】C。

【解析】A、实验前先通入N2的目的是排尽玻璃管中的空气，防止氧气对证明氧化铜中含有氧元素造成干扰，故选项说法正确。

B、二氧化碳能使石灰水变浑浊，二氧化碳中含有氧元素，可以判断氧化铜中的确含有氧元素，故选项说法正确。

C、硬质玻璃管中黑色固体变红，说明生成了铜，不能证明氧化铜含有氧元素，故选项说法错误。

D、实验中可能由一氧化碳生成，一氧化碳有毒，会污染空气，本实验的不足是没有处理尾气，故选项说法正确。

11．（2019•海曙区模拟）中国天才少年曹原以石墨烯为材料用实验揭开了超导奥秘，荣获2018年《自然》年度人物榜首。

石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成，具有相似的化学性质，是目前导电性能最出色的材料，下面有关选项错误的是（　　）

A．石墨烯是一种单质

B．石墨有导电性，可制作电极

C．石墨烯具有稳定结构，不能燃烧

D．金刚石是自然界中最硬的物质，可做钻头

【答案】C。

【解析】A、石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成，是一种由碳元素形成的单质，故选项说法正确。

B、石墨具有优良的导电性，可制作电极，故选项说法正确。

C、石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成，具有相似的化学性质，石墨烯具有可燃性，能燃烧，故选项说法错误。

D、金刚石是自然界中最硬的物质，硬度大，可做钻头，故选项说法正确。

12．（2019•番禺区二模）如图是木炭还原氧化侗的微观模拟图，有以下说法，其中不正确的是（　　）

A．氧化铜被夺去氧，发生了还原反应

B．碳夺取了氧，表现出还原性

C．参与反应的三种元素中，只有氧元素的化合价没有改变

D．根据质量守恒定律可知，此反应前后固体的没有改变

【答案】D。

【解析】A、根据图示可知氧化铜被夺去氧，发生了还原反应，故A正确；

B、根据图示可知碳夺取了氧，表现出还原性，故B正确；

C、参与反应的三种元素中，只有氧元素的化合价没有改变，碳元素的化合价由0价变为+4价，铜元素的化合价由+2价变为0价，故C正确；

D、根据质量守恒定律可知，参加反应木炭和氧化铜的质量等于生成铜和二氧化碳的质量，所以此反应前后固体的减少，故D错误。

13．（2019•朝阳区三模）高炉炼铁核心反应Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2中，发生还原反应的物质是（　　）

A．Fe2O3B．COC．FeD．CO2

【答案】A。

【解析】一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，在此反应中一氧化碳得氧发生了氧化反应，是还原剂；氧化铁失氧发生了还原反应，是氧化剂。

14．（2019•西岗模拟）下列有关物质的性质和用途的说法，错误的是（　　）

A．石墨有滑腻感，可用来做电极

B．焦炭有还原性，可用于冶金工业

C．木炭也有吸附性，可用于冰箱除异味

D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃

【答案】A。

【解析】A、石墨具有优良的导电性，可用来做电极，故选项说法错误。

B、焦炭有还原性，可用于冶金工业，故选项说法正确。

C、木炭具有吸附性，可用于冰箱除异味，能吸附异味和色素，故选项说法正确。

D、金刚石的硬度大，可用来切割玻璃，故选项说法正确。

15．（2019•荔湾区一模）如图科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”，下列说法正确的是（　　）

A．碳片是一种化合物

B．碳片和C60是同一种物质

C．在一定条件下，碳片可还原氧化铁

D．碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO

【答案】C。

【解析】A、科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”，石墨属于单质，则碳片属于单质，故选项说法错误。

B、科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”，C60是碳元素形成的另一种单质，故选项说法错误。

C、碳单质具有还原性，在一定条件下，碳片可还原氧化铁，故选项说法正确。

D、碳具有可燃性，碳片在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳，故选项说法错误。

二．填空题

16．（2019•西陵区模拟）宜昌石墨矿以储量丰富、品位高而著称。

2017年2月28日华中地区首个石墨烯产业研究院落户西陵区。

（1）图1是构成石墨的原子结构示意图，其原子核内质子数为　　，该元素在元素周期表中位于第　　周期。

（2）图3中是利用石墨具有　　性。

推测图4中石墨烯具有的一种化学性质是　　。

【答案】

（1）6；2；

（2）导电；具有可燃性或还原性或常温下化学性质不活泼。

【解析】

（1）图1是构成石墨的原子结构示意图，圆圈内数字表示核内质子数，其原子核内质子数为6。

周期数＝原子核外电子层数，碳元素的原子核外有2个电子层，则在元素周期表中，碳元素位于第2周期。

（2）灯泡发光，灯泡发光，说明石墨具有导电性；石墨烯是碳元素形成的单质，具有可燃性、还原性、常温下化学性质不活泼等。

17．（2019•虹口区一模）某小组进行了如下实验，请完成相关分析。

①如图一所示进行实验，试管1中的现象是　　，操作X是　　。

该实验得出的结论是：

活性炭具有　　性。

②取少量生石灰进行如图二所示实验，加入一定量水后，触摸试管壁感觉　

　；上层清液的溶质是　　，升高温度沉淀质量　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

③如图三所示进行碳和氧化铜反应的实验，Ⅰ中观察到的现象是　　，反应的化学方程式是　　。

【答案】液体褪色；缓慢推入一团棉花；吸附；发烫；Ca（OH）2；变大；

黑色粉末变红；C+2CuO

2Cu+CO2↑。

【解析】①将滴有红墨水的6mL等份成两份，其中一份加入1g活性炭，会观察到液体褪色，然后慢慢推入一团棉花；而操作X不加活性炭，只是向试管中缓慢推入一团棉花，观察到液体不褪色；由此可知，活性炭具有吸附性；故填：

液体褪色；缓慢推入一团棉花；吸附；

②生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，此反应会放出大量的热，所以感觉到试管壁发烫；氢氧化钙微溶于水，所以上层的清液是氢氧化钙的饱和溶液，其中的溶质是氢氧化钙，试管底部的固体是氢氧化钙，氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，所以升高温度沉淀质量会增大；故填：

发烫；Ca（OH）2；变大；

③在高温的条件下，碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，因为碳和氧化铜均为黑色粉末，生成的铜是红色粉末，所以观察到黑色粉末变红；故填：

黑色粉末变红；C+2CuO

2Cu+CO2↑。

三．实验探究题

18．（2019•来安一模）木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。

教材用如图1实验介绍这一知识。

（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是　　。

（2）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是　　。

（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是　　。

（4）图I与教材中的装置还是略作了改进，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，使试管炸裂外，还可以防止　　。

（5）为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。

【实验研究】

分别称取2g木炭与CuO混合物，按每种比例重复实验3次。

实验记录如下表：

总质量相同（2g）但木炭与CuO比例不同的实验对比表:

由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是　　；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是　　。

【注意：

若完成【装置与改进】和【交流与讨论同可奖励4分，化学试卷总分不超过60分。

】

【装置改进】

稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。

图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置，实验时，将反应混合物夯实于底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。

你认为该设计是否更好？

　　（填“是“或“否”）；理由是　　。

【交流讨论】

由于试管中有空气，实验时应注意：

①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，另外的目的是　　。

②理论上讲并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟CuO开始反应的充分证据。

其理由是　　。

【答案】

（1）C+2CuO

2Cu+CO2↑；

（2）使火焰更集中并提高温度；

（3）防止冷凝水倒流，炸裂试管；

（4）防止铜被重新氧化；

（5）实验研究：

反应物的比例，1：

10～1：

11；

【装置改进】是，反应物受热均匀，可获得持续的高温；

【交流讨论】①减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响；

②碳和氧气反应也会生成二氧化碳。

【解析】

（1）碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：

C+2CuO

2Cu+CO2↑；

（2）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度，利于反应的进行；

（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是：

防止冷凝水倒流，炸裂试管；

（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止铜被重新氧化；

（5）实验研究：

通过实验可以看出氧化铜和碳粉的比例不同，得到产物也不同，由实验数据分析，影响实验的另一因素是：

反应物的比例；从实验结果中可以得出该反应混合物的最佳比例范围即反应最充分的：

1：

10～1：

11；

【装置改进】将卧式改为直立式，同时用火焰把试管包住，火焰与试管底部的接触面积变大，可以充分利用燃烧产生的热量，使反应物受热均匀，可获得持续的高温，这种设计效果会更好；

【交流讨论】①由于试管内有空气，混合物需进行预热，除了使试管均匀受热外，目的是：

减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响；

②由于装置内有空气，在加热时遇到木炭会生成二氧化碳，所以不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据，试管中还可能发生反应：

碳和氧气反应也会生成二氧化碳。