Question

在100多種元素中，碳是一種神奇的元素．在自然界中，碳元素能形成多種單質和千萬種化合物．常見的碳單質有金剛石、石墨、C₆₀、碳納米管等，金剛石、石墨是由同一種元素形成的不同種單質，化學上將他們稱為同素異形體．請回答下列問題：
（1）現有①金剛石和石墨②H₂CO₃和Na₂CO₃③CO和CH₄④C₆₀和N₅₀四組物質，其中屬于單質的是

 

（選填序號）．
（2）金剛石、石墨都是碳原子構成的，前者質地堅硬，后者質地很軟．造成這一現象的原因是

 

．炭雕藝術品是化學美與藝術美的結合，炭雕產品全部由優質的活性炭制成．炭雕藝術品能長期保存的原因是

 

；炭雕藝術品能凈化室內空氣，給家居帶來清新的生活空間，原因是活性炭具有

 

作用．
（3）碳在一定量氧氣中燃燒能生成一氧化碳和二氧化碳，12g碳與

 

g氧氣完全反應產物為一氧化碳．
（4）下列物質中，不屬于同素異形體的是

 

．
A．氧氣和臭氧   B．白磷和紅磷    C．水和雙氧水
（5）如圖為木炭還原氧化銅實驗裝置圖，圖中酒精燈上加一金屬網罩的目的是

 

；小試管中澄清石灰水的作用是

 

；試寫出圖中發生的置換反應的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：1、金剛石和石墨都是常見的碳的單質，由于碳原子的排列方式不同，兩者的物理性質差別很大，但卻有相同的化學性質．碳單質有以下化學性質：（1）、常溫下化學性質穩定，所以用碳制成的物品、書寫的字畫等能夠長期保存；（2）、能與氧氣反應，具有可燃性；（3）、能與某些金屬氧化物反應，具有還原性．例如，木炭與氧化銅的反應中，C奪走CuO中的O生成CO₂，因此，在實驗中需借助澄清石灰水來檢驗有沒CO₂生成．
2、活性炭的物理性質之一---吸附性，它能吸附顏色和異味．
3、從概念入手辨別出同素異形體和單質：同素異形體是由相同的元素組成不同形態的單質；單質是由同種元素組成的純凈物．
4、碳不完全燃燒會生成一氧化碳，要計算12g碳不完全燃燒需要多少氧氣，關鍵是要先正確書寫出碳不完全燃燒的化學方程式2C+O₂

點燃  .

2CO₂，再根據已知量求解．

解答：解：（1）單質是由同種元素組成的純凈物：①④中的物質都是單質．
（2）金剛石和石墨物理性質差別很大，是由于碳原子的排列方式不同；碳在常溫下化學性質穩定；活性炭具有吸附性，能吸附顏色和異味．
（3）解：設氧氣的質量為X
2C+O₂

點燃  .

2CO₂
24  32
12g  X

24

32

=

12g

X

X=16g
（4）氧氣和臭氧、白磷和紅磷，都是由同種元素組成的不同單質，屬于同素異形體．
（5）木炭還原氧化銅的實驗須在高溫條件下進行，在酒精燈上加網罩是為了提高溫度，澄清石灰水的作用是為了檢驗產物是否為二氧化碳．實驗體現出木炭的還原性，故方程式是2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑
故答案是：（1）①④（2）碳原子的排列方式不同；碳的化學性質穩定；吸附；  （3）16；  （4）C   （5）提高溫度；檢驗產物是否為二氧化碳；2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑

點評：本題是一個綜合性題目，重點考查了碳的物理性質和化學性質、有關碳的化學方程式計算題以及教材中的典型實驗--木炭還原氧化銅，學生掌握相關知識即可順利作答，有利于學生對知識系統掌握．