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课题1 金刚石、石墨和C60
测试时间:15分钟
一、选择题
1.活性炭可用来除去冰箱中的异味、净化饮用水等,这是利用活性炭的( )
A.稳定性 B.还原性 C.可燃性 D.吸附性
答案 D 活性炭是碳单质的一种,具有疏松多孔的结构,有较强的吸附性,能够用来除去冰箱中的异味、净化饮用水等。
2.(2016湖北荆州中考)金刚石、石墨、C60的化学性质相似,但物理性质相差甚远,这是因为( )
A.构成它们的原子大小不同
B.构成它们的原子数目不同
C.构成它们的原子种类不同
D.构成它们的原子排列方式不同
答案 D 金刚石、石墨、C60的化学性质相似,物理性质却有很大差异,其原因是碳原子的排列方式不同。
3.碳单质的存在形式有多种,用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是( )
答案 D 石墨较软,在纸上划过会留下痕迹,常用来制铅笔芯;石墨具有优良的导电性,常用来制干电池的电极;金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来制玻璃刀头;活性炭具有吸附性,可用来净水。
4.有关反应2CuO+C 2Cu+CO2↑的下列说法正确的是( )
A.CuO具有氧化性
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B.C发生了还原反应
C.反应前后氧元素的化合价发生了改变
D.反应前后固体质量不变
答案 A 在该反应中,CuO失去氧发生还原反应,具有氧化性。
二、填空题
5.Cu的常见化合价有+2和+1,+1价的铜的化合物称为亚铜化合物。
(1)写出下列物质的化学式:氧化铜 ,氧化亚铜 。
(2)高温时,氧化铜可被木炭还原为铜,反应的化学方程式是 。
(3)氧化亚铜是一种红色粉末。加热时,氧化亚铜能与氧气发生化合反应,反应的化学方程式是 ;利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气(装置如图所示),判断氮气中含有氧气的现象是 。
答案 (1)CuO Cu2O
(2)C+2CuO 2Cu+CO2↑
(3)2Cu2O+O2 4CuO 红色粉末变成黑色
解析 (1)根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0的原则可以得出氧化铜和氧化亚铜的化学式分别为CuO、Cu2O。(3)红色的氧化亚铜在加热条件下与氧气反应生成黑色的氧化铜。
6.科学家发现C60的每个分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球(如图C所示),因此又叫足球烯。另一种碳的单质——碳纳米管,是由呈六边环形排列的碳原子构成的管状大分子(如图D所示)。图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图,图中小球均代表碳原子。
用你所学到的化学知识回答下列问题。
(1) 金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是 。
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(2)常温下,足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼?简要说明理由:
。
(3)请你设计一个方案,证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例,用文字简要叙述): 。
答案 (1)碳原子的排列方式不同 (2)不活泼,因为碳原子的最外层电子数为4,常温下不易得失电子 (3)将足球烯放在充满氧气的密闭容器里使之燃烧,测定其生成物是二氧化碳,且二氧化碳里所含碳元素的质量等于燃烧后足球烯所减少的质量
解析 (1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳元素组成的不同单质。但由于碳原子的排列方式不同,它们的物理性质有较大差异。(2)足球烯、碳纳米管都是由碳元素组成的碳单质,由于碳原子的最外层电子数为4,常温下不易得失电子,故这些碳单质在常温下的化学性质很稳定。(3)要想证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的单质,首先利用其可燃性证明其含有碳元素,其次通过定量测定证明其只含碳元素。
三、计算题
7.将30 g木炭和氧化铜粉末的混合物加热一段时间后冷却,称得剩余固体为25.6 g。计算:
(1)生成了多少克CO2?
(2)生成了多少克Cu?
(3)有多少克CuO参加了反应?
答案 (1)4.4 g (2)12.8 g (3)16 g
解析 根据质量守恒定律可知,生成二氧化碳的质量为30 g-25.6 g=4.4 g。
设生成Cu的质量为x,参加反应的CuO的质量为y。
2CuO+C 2Cu+CO2↑
160 128 44
y x 4.4 g
= 解得:y=16 g
= 解得:x=12.8 g。
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