課題1　金剛石、石墨和C60

測試時間:15分鐘

一、選擇題

1.活性炭可用來除去冰箱中的異味、凈化飲用水等,這是利用活性炭的()

A.穩(wěn)定性

B.還原性

C.可燃性

D.吸附性

答案　D　活性炭是碳單質(zhì)的一種,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),有較強的吸附性,能夠用來除去冰箱中的異味、凈化飲用水等。

2.(2017湖北荊州中考)金剛石、石墨、C60的化學(xué)性質(zhì)相似,但物理性質(zhì)相差甚遠,這是因為()

A.構(gòu)成它們的原子大小不同

B.構(gòu)成它們的原子數(shù)目不同

C.構(gòu)成它們的原子種類不同

D.構(gòu)成它們的原子排列方式不同

答案　D　金剛石、石墨、C60的化學(xué)性質(zhì)相似,物理性質(zhì)卻有很大差異,其原因是碳原子的排列方式不同。

3.碳單質(zhì)的存在形式有多種,用途各不相同。下圖中體現(xiàn)活性炭用途的是()

答案　D　石墨較軟,在紙上劃過會留下痕跡,常用來制鉛筆芯;石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,常用來制干電池的電極;金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì),可用來制玻璃刀頭;活性炭具有吸附性,可用來凈水。

4.有關(guān)反應(yīng)2CuO+C

2Cu+CO2↑的下列說法正確的是()

A.CuO具有氧化性

B.C發(fā)生了還原反應(yīng)

C.反應(yīng)前后氧元素的化合價發(fā)生了改變

D.反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變

答案　A　在該反應(yīng)中,CuO失去氧發(fā)生還原反應(yīng),具有氧化性。

二、填空題

5.Cu的常見化合價有+2和+1,+1價的銅的化合物稱為亞銅化合物。

(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:氧化銅　　　,氧化亞銅。

(2)高溫時,氧化銅可被木炭還原為銅,反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(3)氧化亞銅是一種紅色粉末。加熱時,氧化亞銅能與氧氣發(fā)生化合反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是;利用這一性質(zhì)可檢驗氮氣中是否含有氧氣(裝置如圖所示),判斷氮氣中含有氧氣的現(xiàn)象是。

答案(1)CuO

Cu2O

(2)C+2CuO

2Cu+CO2↑

(3)2Cu2O+O2

4CuO　紅色粉末變成黑色

解析(1)根據(jù)化合物中各元素正、負化合價的代數(shù)和為0的原則可以得出氧化銅和氧化亞銅的化學(xué)式分別為CuO、Cu2O。(3)紅色的氧化亞銅在加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅。

6.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)C60的每個分子是由60個碳原子構(gòu)成的,它的形狀像足球(如圖C所示),因此又叫足球烯。另一種碳的單質(zhì)——碳納米管,是由呈六邊環(huán)形排列的碳原子構(gòu)成的管狀大分子(如圖D所示)。圖A、圖B分別是金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中小球均代表碳原子。

用你所學(xué)到的化學(xué)知識回答下列問題。

(1)

金剛石、石墨、足球烯、碳納米管物理性質(zhì)有較大差異的原因是。

(2)常溫下,足球烯和碳納米管的化學(xué)性質(zhì)是否活潑?簡要說明理由:。

(3)請你設(shè)計一個方案,證明足球烯和碳納米管都是由碳元素組成的(以足球烯為例,用文字簡要敘述):。

答案(1)碳原子的排列方式不同(2)不活潑,因為碳原子的最外層電子數(shù)為4,常溫下不易得失電子(3)將足球烯放在充滿氧氣的密閉容器里使之燃燒,測定其生成物是二氧化碳,且二氧化碳里所含碳元素的質(zhì)量等于燃燒后足球烯所減少的質(zhì)量

解析(1)金剛石、石墨、足球烯、碳納米管都是由碳元素組成的不同單質(zhì)。但由于碳原子的排列方式不同,它們的物理性質(zhì)有較大差異。(2)足球烯、碳納米管都是由碳元素組成的碳單質(zhì),由于碳原子的最外層電子數(shù)為4,常溫下不易得失電子,故這些碳單質(zhì)在常溫下的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。(3)要想證明足球烯和碳納米管都是由碳元素組成的單質(zhì),首先利用其可燃性證明其含有碳元素,其次通過定量測定證明其只含碳元素。

三、計算題

7.將30

g木炭和氧化銅粉末的混合物加熱一段時間后冷卻,稱得剩余固體為25.6

g。計算:

(1)生成了多少克CO2?

(2)生成了多少克Cu?

(3)有多少克CuO參加了反應(yīng)?

答案(1)4.4

g(2)12.8

g(3)16

g

解析　根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,生成二氧化碳的質(zhì)量為30

g-25.6

g=4.4

g。

設(shè)生成Cu的質(zhì)量為x,參加反應(yīng)的CuO的質(zhì)量為y。

2CuO+C

2Cu+CO2↑

160

128

y

x

4.4

g

=　解得:y=16

g

=　解得:x=12.8

g。