金刚石、石墨和C60(30分钟 40分)一、选择题(本大题包括4小题,每小题3分,共12分)1.金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,下列关于碳的单质的叙述正确的是( )A.都是黑色固体B.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳C.碳原子的排列方式相同D.三种物质都是由碳原子直接构成的2.(2022·宜宾中考)下列关于碳单质的说法中正确的是( )A.C60的相对分子质量为720B.金刚石、石墨和C60都由碳元素组成,结构相同C.木炭具有还原性,常温下可以将氧化铜中的铜还原出来D.石墨很软,不能用于制石墨电极3.中国的金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右,年产量在20万克拉,辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。下列有关金刚石的说法不正确的是( )A.金刚石是一种单质B.金刚石、石墨都是由碳原子构成的C.金刚石与石墨的物理性质不同是由于它们的结构不同D.石墨与金刚石之间可以相互转化,它们之间的转化属于物理变化4.如图所示,先在a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体,然后分别向a、c试管中加入质量相等的足量的石墨和活性炭并塞紧胶塞,经过一段时间后,打开弹簧夹,所观察到的现象是( )A.c试管中的颜色消失,水往c试管流,a试管无明显变化B.a试管中的颜色消失,水往a试管流,c试管无明显变化C.a、c两支试管中的颜色都消失,水往两支试管流D.a、c两支试管都无明显变化二、非选择题(本大题包括3小题,共28分)5.(7分)铅笔为什么有软和硬的差别呢?这是由于石墨太软,光用石墨做笔芯,既易断又易磨损,因此,生产上常在石墨粉末中掺进一些黏土粉末以增加硬度。下表为部分普通铅笔的标号及笔芯原料的配比:2HHHB2B石墨(质量分数)74.0%75.2%81.3%85.5%-4-黏土(质量分数)26.0%24.8%18.7%14.5%试回答下列问题:(1)上表中硬度最大的铅笔是(填标号)________。(2)请列举石墨的另外两种用途__________、_________。6.(9分)已知A、B为两种黑色粉末,D为红色单质。A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示。请回答:(1)C的化学式为__________________。(2)反应①的化学方程式为___________________________________________,该反应中被还原物质的化学式是______________________________________。7.(12分)(探究创新题)某同学在用下图甲和乙装置做木炭还原氧化铜的实验中,发现从乙装置的导管口不断有气泡逸出,以为是反应产生的CO2未被石灰水完全吸收。于是在乙装置后又连接上丙装置,重新实验,发现丙装置中仍不断有气泡逸出,且石灰水未见浑浊。提出问题:从丙装置逸出的气体是什么呢?做出猜想:他联想到单质碳的一些性质,认为在该实验中还可能会产生CO气体。查阅资料:CO是一种有毒气体,具有可燃性,燃烧生成CO2气体,并且CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝。实验验证:该同学把丙装置换成如下图所示的丁装置(1)丁装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,说明有________气体生成。-4-实验反思:该同学对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发生反应产生CO;②原因二:木炭与氧化铜反应后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;③原因三:……(2)请你从原因一、原因二中选择其一,用化学方程式表示存在此原因的化学原理:______________________________。(3)在设计装置时还要考虑环保因素,因此要在装置丙处添加________________装置。-4-答案解析1.【解析】选B。金刚石是无色透明的固体,A不正确;金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的,在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳,B正确;金刚石、石墨和C60的物理性质不同是因为碳原子的排列方式不同,C错误;金刚石与石墨是由碳原子直接构成的,而C60是由分子构成的,D错误。2.【解析】选A。本题考查对碳单质性质的理解。C60表明一个C60分子中含有60个碳原子,其相对分子质量为12×60=720;金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的,结构不同;木炭具有还原性,高温下可以将氧化铜中的铜还原出来;石墨能导电,可用于制电极。3.【解析】选D。金刚石和石墨都是由碳元素组成的,都属于单质,但其碳原子排列方式不同,造成金刚石和石墨的物理性质存在较大的差异;金刚石和石墨属于两种不同的物质,它们之间的相互转化属于化学变化。故选D。4.【解析】选A。因为活性炭具有较强的吸附性,而石墨没有吸附性,所以c试管中的颜色消失,当活性炭吸附NO2后,试管内压强减小,打开弹簧夹,大气压将水压入c试管,而a无明显变化。5.【解析】在石墨粉末中掺进一些黏土粉末是为了增加硬度,所以黏土质量分数最大的2H铅笔硬度最大,由于石墨具有导电性与滑腻感,因此还能作电极和润滑剂。答案:(1)2H (2)作电极 作润滑剂6.【解析】解答本题的关键是找题目的突破口。常见的黑色粉末有碳、二氧化锰、四氧化三铁、氧化铜等,红色单质是铜。C能使澄清的石灰水变浑浊,所以C是二氧化碳,根据A与B反应生成C与D的现象,出现黑色变红色,可知该反应为氧化铜变成铜,同时还生成了二氧化碳的反应,又因A、B是粉末,只能是炭粉与氧化铜之间的反应,在反应中氧化铜失去氧被还原。答案:(1)CO2(2)2CuO+C2Cu+CO2↑ CuO7.【解析】根据提示的信息,CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,所以装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,可以判断有CO气体生成;产生CO的原因一是木炭与CuO反应生成Cu和CO,原因二是木炭与生成的CO2反应生成CO;为了防止CO扩散到空气中污染空气,可增加收集装置或点燃掉CO。答案:(1)CO (2)C+CuOCu+CO↑或CO2+C2CO (3)尾气收集或点燃尾气-4-
