第6单元 课题2 单质碳的化学性质（学生版）-2024年初中化学同步（人教版）1

第6 单元 课题2 单质碳的化学性质 目标任务 预习导学 自主梳理 ►碳的稳定性 ►碳的可燃性 ►碳的还原性 效果检测 探究提升 ►环节一 碳的稳定性 ►环节二 碳的可燃性 ►环节三 碳的还原性 课堂总结 强化训练 课程标准 学习目标 1 知道物质具有独特的物理性质和化学性质，同类 物质在性质上具有一定的相似性(新增)； 2 知道物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定 用途。 3 以金刚石和石墨为例，探讨物质组成、结构与物 质性质的关系。 1 通过对生活中一些常见碳单质的使用情况， 了解碳单质在常温下的稳定性和可燃性。 2 掌握碳的化学性质，重点掌握碳还原氧化铜 实验的装置、现象和结论。 3 根据碳的化学性质，了解碳的用途。 自主梳理 常温下碳的化学性质很稳定(木桩埋入地下的一段用火烧焦；档用碳素墨水书写；古字画可以保存多年) 1 可燃性——(用途：作燃料) 化学方程式¿¿( 完全燃烧)；化学方程式¿(不完全燃烧) 目标任务 01 预习导学 02 2 还原性(用途：冶炼金属) 化学方程式 (1)实验现象： ①黑色固体变成红色固体； ②澄清的石灰水变浑浊。 (2)实验中的问题 ①反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。 ②在酒精灯上加罩的目的：使火焰集中并提高温度。 ③配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：使氧化铜反应更充分。 ④实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。 (3)该反应中：碳得到氧，是还原剂，具有还原性，被氧化，发生氧化反应。 氧化铜失去氧，是氧化剂， 具有氧化性，被还原，发生还原反应。 (4)碳还能还原其他物质，如 ①碳还原二氧化碳②碳还原氧化铁 预习检测 1“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20 世纪的经典广告之一，该广告词能 体现的钻石的性质是( ) ．硬度大 B．不能导电 ．化学性质稳定 D．熔点低 2 我国古代某些画家、书法家用墨(用炭黑等制成)绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是( ) 碳在常温下化学性质不活泼 B 炭黑具有很强的吸附能力 部分炭黑转变成了更稳定的物质 D 碳单质不溶于水 3 下列事实中没有体现单质碳的稳定性的是 ( ) 书写档材料时必须使用碳素墨水 B 钻石恒久远,一颗永流传 木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦 D 制糖工业中用活性炭脱色 4 工业炼钨原理为3+32 +32,发生还原反应的物质是( ) 2 B3 D2 5 下列用途利用了单质碳的还原性的是 ( ) 刻画玻璃 B 石墨电极 吸附毒气 D 冶金工业 6 按如图进行实验,下列分析或结论正确的是 ( ) 导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B 实验结束应立即倒出粉末 木炭能使氧化铜还原为铜 D 固体减少的质量一定等于生成2的质量 7 下列物质的用途主要利用其化学性质的是 ( ) 用活性炭来净水 B 金刚石可用来裁玻璃 氢气用于填充探空气球 D 碳素墨水用于书写档 8 根据木炭与氧气的反应,回答下列问题: (1)做“木炭的燃烧”实验时,将放入燃烧匙的木炭点燃,由上而下 (填“缓慢”或“迅速”)伸入集满 氧气的集气瓶中。 (2)红热木炭在氧气中燃烧实验现象是 ,验证燃烧的产物是二氧化碳,其操作方法是 。 9 用如图所示的玻璃管进行碳还原氧化铜实验。 (1)B 处的实验现象是澄清石灰水变浑浊，处的现象是 。 (2)查阅资料发现:反应生成的红色固体除了铜以外还可能有氧化亚铜(u2),则生成氧化亚铜的化学方程式为 。 ►环节一 碳的稳定性 情境材料1 探究提升 03 北宋-黄庭坚的字 炭黑制成的墨 为什么古代书画家用墨(用炭黑制成)书写的字画历经数百年，依然色泽鲜艳而不褪色呢？ 铁路上的使用的枕木和木制电线杆在埋入地下前，都将其表面烧焦，为什么？ 问题探究1 一、常温下，碳的化学性质稳定 碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。 为什么碳的化学性质在常温下比较稳定呢？ (从原子结构的角度分析) 碳原子的最外层电子数为4，不易得失电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定。 碳原子结构示意图 利用单质碳常温下的稳定性，枕木和木制电线杆经过炭化后能防止木头腐烂。 要点归纳 典例精讲 碳原子最外层有个电子，它要成为稳定结构，， 所以碳的化学性质不活泼。 【典例1】(2023 年江苏省连云港市中考)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存 至今而不变色，这是因为在常温下单质碳 ．化学性质不活泼 B．硬度高 ．导电性能好 D．吸附能力强 【典例2】(2023 年辽宁省丹东市中考)书写具有保存价值的档时，规定使用碳素墨水，主要原因是 碳是黑色的 B 碳粉末细小 碳不溶于水 D 常温下碳化学性质稳定 【典例3】(2023 年辽宁省铁岭市、葫芦岛市中考)央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写 的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是 质软 B 导电性 可燃性 D 常温稳定性 【典例4】(河南省驻马店市实验中学2022-2023 上学期期末)化学与人类社会密不可分，请用化学知识 回答下列问题。 (1)我国古代用墨书写或绘制的字画能长久保存而不变色，其原因是 ________。 (2)金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是 ________。 ►环节二 碳的可燃性 问题探究2 二、碳与氧气的反应——可燃性，可作燃料 木炭在氧气中燃烧 碳与充足的氧气(空气)在点燃的条件下反应,燃烧的现象是:发出白光 , 放出热量 , 生成能使澄清石灰水变浑浊 的气体，化学方程式 ；碳与氧气不充分燃烧，化学方程式 可见：化学反应的条件不同，会决定反应的进行程度或产物的不同。利用碳的可燃性，碳可作燃料。 【讨论】冬天，北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？ 煤燃烧不充分，燃烧生成较多的有毒的一氧化碳 要点归纳 典例精讲 【典例1】(2023 年广东省汕尾市海丰县中考一模)石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原 子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯 的说法正确的是 它是一种新型化合物 B 它的硬度比石墨大 它能溶于水 D 它在氧气中完全燃烧的产物是 【典例2】(2023 年安徽省百校联盟中考大联考二模)当前中国培育钻石的产能约占全球培育钻石总产能的 50%，下表为天然钻石和培育钻石对照表。下列说法错误的是 化学成分 硬 度 折射率 色散 价格 天然钻 石 10 242 004 4 昂贵 培育钻 石 10 242 004 4 低廉 二者物理性质和化学性质相同 B 二者均属于非金属单质 培育钻石可用于切割大理石、加工坚硬金属 D 可用燃烧法鉴别它们 【典例3】(2023 湖北武汉中考)石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。 回答下列问题： (1)石墨的用途可以是______。 ．用于制铅笔芯 B．用作电极 ．用于切割大理石 (2)活性炭作冰箱除味剂，是利用其______(填“物理”或“化学”)性质。 (3)木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为______。 ►环节三 碳的还原性 问题探究3 三、碳与某些氧化物的反应——还原性，可用于冶金工业 木炭与氧化铜的反应 实验操作 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺 放进试管，并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入 澄清石灰水的导管。用酒精灯或酒精喷灯加热混合物几 分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的 粉末倒在纸上。 实验现象 黑色粉末变红，产生澄清石灰水变浑浊。 实验结论 生成了u 和2。 反应原理 【注意问题】该实验中有几个地方需引起大家的注意： ①酒精灯加罩可使火焰集中并提高温度； ②试管口要略向下倾斜； ③装置的气密性要好； ④实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯(防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂)。 ⑤待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上(防止生成的铜再被氧化成氧化铜)。 2．碳还原氧化铁 化学方程式： 3．碳还原二氧化碳 化学方程式： 【归纳】(1)在加热或高温条件下,碳能夺走氧化物中的氧,表现出还原性。 (2)还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。 要点归纳 典例精讲 【典例1】(河北省邢台市任泽区第五中学等2 校2022-2023 下学期2 月期末)碳元素被称为“大自然的 建筑师”，回答下列与含碳物质有关的问题。 (1)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色的原因是________________________。 (2)金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们物理性质不同的原因是_____________________。 (3)如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是________________，其反应的化学方程式是 __________________。单质碳的还原性可以用于冶金工业。右边小试管中的现象是__________________， 有关化学方程式是_________________________。 【典例2】在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳：+2高温 2 下列说法不正确的是 ．反应中碳发生了还原反应 B．产物是空气污染物之一 ．该反应为吸热反应 D．该反应中原子数目在反应前后不变 【典例3】(海南省定安县2022-2023 上学期期末)我国古代将炉甘石(Z3)和木炭粉混合后，加热到约 800° 可得到锌。主要发生的化学反应：① ；② ，回答 下列问题。 (1)X 的化学式为_________________。 (2)反应①的基本反应类型为__________________。 (3)该反应说明木炭具有__________________性。 1 (2023 年吉林省吉林市中考二模)有关碳单质的说法正确的是 石墨是最软的物质 B 活性炭可以吸附异味 金刚石不具有可燃性 D 足球烯是由碳原子直接构成 2 (广西南宁市良庆区银海三雅学校2023-2024 上学期月考)下列关于碳单质的说法错误的是 金刚石、石墨和60都具有可燃性 B 焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性 石墨具有良好的导电性，能用于制作电极 D 使用碳素墨水书写档，有利于保存更长的时间 3(2023 年重庆市潼南区九年级下学期期中)“文房四宝”之一的墨是由炭黑和天然胶等制成。下列说法不 正确的是 墨是多种物质形成的混合物 B 含碳物质完全燃烧可制炭黑 “磨墨”说明炭黑质地较软 D 水墨画能长久保存说明常温下炭黑化学性质稳定 4(2023 年湖南省长沙市初中学业水平适应性测试)2022 年央视春晚的舞蹈诗剧《只此青绿》创作灵感来 课堂总结 04 强化训练 05 源于北宋王希孟创作的绢本设色画《千里江山图》。此画保存至今而不变色的原因是 碳很容易和空气中氧气反应 B 碳单质不溶于水 碳在空气中能形成一层致密的l23保护膜 D 碳在常温下化学性质不活泼 5(四川省南充市顺庆区南充高级中学2022-2023 上学期期末)“中国高铁， 世界第一”，高铁列车车体材 料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：+2 2+2↑，下列说法正确的是 反应中发生氧化反应 B 气体产物中可能有 该不锈钢合金为纯净物 D 该不锈钢合金的硬度小于纯铁 6 (2023 广东汕尾统考一模)石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一 层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是( ) ．它是一种新型化合物 B．它的硬度比石墨大 ．它能溶于水 D．它在氧气中完全燃烧的产物是 7．(2022 秋辽宁盘锦校考期中)下列物质的用途中，主要是利用其化学性质的是( ) ．用玻璃刀切割玻璃 B．定向爆破拆除楼房 ．用石墨做干电池的电极 D．金刚石作装饰品 8(湖南省岳阳市岳阳县三校2022-2023 上学期期末)如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验(图中固 定玻璃管的仪器已略去)，下列说法正确的是( ) 丙装置的作用是收集二氧化碳 B 该装置的不足之处是未进行尾气处理 甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红 D 丁装置的作用只是检验乙处发生的反应有二氧化碳生成 9(2023 上海松江统考一模)碳还原氧化铜如图所示，判断该反应发生的现象是 ．被加热试管的管口有无色液滴 B．生成无色气体 ．导管口冒气泡 D．固体由黑色变红色 10(2023 上海松江统考二模)一定质量的碳和氧化铜混合物，高温下反应至固体质量不再减小，固体总质 量的变化如图。下列说法正确的是 ．M 点对应的固体物质只有二种 B．点对应的固体是铜 ．混合物中碳和氧化铜物质的量之比一定为1：2 D．0～t2m 内，固体中碳元素的质量减小 11 (湖南省岳阳市岳阳县三校2022-2023 上学期期末)用木炭还原氧化铜的实验如图。 (1)酒精灯加罩的目的是_____________； (2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是_____________； (3)继续加热，观察到试管①中现象_____________；②中现象_____________；请你写出试管①中的化学方 程式：_____________；木炭常用于冶金工业，写出木炭与氧化铁反应的化学方程式_____________； (4)停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的原因是_____________。 12 (湖南省怀化市通道县2022-2023 上学期期末)将u 和足量炭粉充分混合，平铺在反应管中，在b 瓶中 盛足量澄清石灰水，按如图连接仪器。(加热装置和固定装置省略，下同) 实验开始时缓慢通入氮气，过一段时间后，加热反应管，观察到管内有红色固体产生，b 瓶的溶液中出现 白色浑浊．待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却．根据以上叙述回答问题： (1)通2的目的是______． (2)停止加热前______(选填“需要”或“不需要”)先断开和b 的连接处。请说明理由_______ (3)本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。________ 13 (吉林省长春市第一外国语中学2023-2024 上学期10 月月考)某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识 后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究： 【提出猜想】 (1)猜想一：只有______； 猜想二：只有； 猜想三：既有2又有。 【查阅资料】 ．浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。 b．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 【实验步骤】 连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示(夹持仪器已省)： 步骤一：打开弹簧夹，先通一会纯净干燥的氮气； 步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精喷灯对硬质玻璃管加热。 步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。 【实验分析】 (2)若观察到氯化钯试纸______，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立。 (3)若观察到______，则猜想三成立。 (4)若猜想一成立则B 中发生反应的方程式：______。 【实验反思】 (5)该实验开始前通一会2的目的是______。实验过程中硬质玻璃管中的现象是______。 (6)实验结束时，熄灭酒精喷灯的同时停止通入2，有同学认为在实验过程中装置D 没有作用，可以去除， 你认为是否可行？______(填“可行”或“不可行”)，请说明理由______。 14(2023 上海虹口统考一模)某小组用碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜反应制取铜，实验装置如下图 所示。 【实验一】碳与氧化铜反应制取铜 (1)处发生反应的化学方程式是 ；B 中的现象是 。 (2)加热至不再产生气体时，应夹紧弹簧夹、熄灭酒精喷灯，待冷却至室温后取出剩余固体。按上述顺序操 作的目的是 。 【实验二】一氧化碳与氧化铜反应制取铜 (3)开始实验时，下列操作正确的顺序是 。 、通入一氧化碳一段时间 b、点燃处酒精灯 、点燃E 处酒精灯 d、检验k 处气体纯度 (4)实验二有尾气处理装置，该装置是 (选填“”“D”或“E”)。 (5)经测定，上述两个实验中氧化铜均全部转化为铜、实验一中剩余固体的质量大于实验二中剩余固体的质 量，则实验一剩余固体的成分是 。