九年級(jí)化學(xué)（人教版）上冊學(xué)案：6.1 金剛石、石墨和C60

6.1金剛石、石墨和C60考點(diǎn)精講【知識(shí)點(diǎn)一】碳的單質(zhì)1.金剛石、石墨和C60項(xiàng)目金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)外觀無色透明、正八面體形狀的固體深灰色、不透明的細(xì)鱗片狀固體，有金屬光澤—硬度天然存在的最硬的物質(zhì)軟、滑，在紙上劃過可留下痕跡—熔點(diǎn)很高高（耐高溫）較低導(dǎo)電性幾乎不導(dǎo)電優(yōu)良—導(dǎo)熱性差良好差用途鉆頭、刻刀、裝飾品潤滑劑、鉛筆芯、電極作超導(dǎo)體、制備新材料、醫(yī)學(xué)應(yīng)用物理性質(zhì)差異的原因金剛石、石墨和C60雖然都是碳的單質(zhì)，但其單質(zhì)中碳原子的排列方式不同，所以它們的物理性質(zhì)差異很大【特別提醒】（1）C60由分子構(gòu)成，C60可以表示一個(gè)C60分子，每個(gè)分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成。（2）碳：指碳元素、碳原子、碳的單質(zhì)及化合物，在物質(zhì)組成中寫“碳”。（3）炭：指的是具體的物質(zhì)，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，這些碳的單質(zhì)的名稱中寫“炭”。2．無定形碳無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成，沒有固定形狀。常見的無定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物質(zhì)的主要成分都是碳單質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)與石墨類似。①木炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有吸附性，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業(yè)。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等。【特別提醒】①一種元素可以組成不同種單質(zhì)；②石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為化學(xué)變化；③活性炭的吸附性是物理性質(zhì)。3.活性炭的吸附實(shí)驗(yàn)在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過的木炭（成活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，紅色溶液變成無色溶液。因?yàn)榛钚蕴烤哂形叫?，能吸附水中的有色物質(zhì)?！镜湫屠}】下列有關(guān)碳單質(zhì)的說法中，不正確的是（）A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)B．C60是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的單質(zhì)C．石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能D．活性炭可用作冰箱除味劑【答案】B【解析】A.金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)；B.C60的一個(gè)分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的單質(zhì)；C.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能；D.活性炭具有吸附性，可用作冰箱除味劑。【舉一反三】1．下列有關(guān)金剛石、石墨、C60、木炭的說法錯(cuò)誤的是（）A．金剛石是天然存在最硬的物質(zhì)B．C60是一種新型的化合物C．石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，可用作電極材料D．木炭疏松多孔，具有吸附能力【答案】B【解析】A.金剛石是天然存在最硬的物質(zhì)，正確；B.C60的一個(gè)分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的，是同種元素組成，屬于單質(zhì)，不是化合物，錯(cuò)誤；C.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，可用作電極材料，正確；D.木炭疏松多孔，具有吸附能力，正確。2．碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是（）A．石墨導(dǎo)電性好可作電池電極 B．活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D．炭黑常溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可制墨汁【答案】C【解析】A.石墨導(dǎo)電性好可作電池電極，故選項(xiàng)正確；B.活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑是利用了活性炭的吸附性，故選項(xiàng)正確；C.石墨在刻劃時(shí)容易留下痕跡，可以制作鉛筆芯，故選項(xiàng)錯(cuò)誤；D.常溫下，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可制墨汁，故選項(xiàng)正確。故選C。3．關(guān)于金剛石和石墨的說法正確的是（）A．都有可燃性 B．都是無色固體 C．硬度都很大 D．都能導(dǎo)電【答案】A【解析】A.金剛石和石墨是碳的單質(zhì)，都具有可燃性，A項(xiàng)正確；B.石墨是黑色固體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.金剛石是自然界最硬的物質(zhì)，但石墨很軟，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.金剛石不能導(dǎo)電，石墨能導(dǎo)電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選A。【技巧方法】①物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，物質(zhì)的用途在一定程度上反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。②一種元素可以組成不同種單質(zhì)；③石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為化學(xué)變化；④活性炭的吸附性是物理性質(zhì)?！就卣寡由臁?.碳單質(zhì)物理性質(zhì)差別的原因?yàn)樘荚拥呐帕许樞虿煌?。金剛石中碳原子排列呈正四面體結(jié)構(gòu)，石墨中碳原子排列呈片層結(jié)構(gòu)，C60中碳原子排列呈足球狀結(jié)構(gòu)。2.無定性碳活性炭、木炭具有強(qiáng)烈的吸附性，木炭可用于食品、工業(yè)產(chǎn)品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性?！踞槍τ?xùn)練】1．文房四寶“筆墨紙硯”中“墨”的主要成分是（）A．碳 B．硅 C．磷 D．碘【答案】A?！窘馕觥緼.“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，故選項(xiàng)正確。B.“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是硅，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。C.“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是磷，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。D.“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是碘，故選項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列說法中，錯(cuò)誤的是（）A．C60可用作超導(dǎo)材料 B．木炭可用作電池電極 C．石墨可用于制鉛筆芯 D．金剛石可用于裁割玻璃【答案】B?！窘馕觥緼.C60具有金屬光澤，有許多優(yōu)異性能，如超導(dǎo)、強(qiáng)磁性、耐高壓、抗抗化學(xué)腐蝕、在光、電、磁等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景，故正確。B.石墨用作電池的電極，是因?yàn)槭哂袑?dǎo)電性，木炭不具有導(dǎo)電性，故錯(cuò)誤；C.石墨很軟且在紙上劃過會(huì)留下痕跡，故可用于制作鉛筆芯，故正確；D.金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，可用于裁割玻璃，故正確；3．有關(guān)金剛石和石墨的說法正確的是（）A．都有可燃性 B．都有導(dǎo)電性 C．都是黑色固體 D．都有滑膩感【答案】A?！窘馕觥緼.金剛石和石墨均是碳元素形成的單質(zhì)，均具有可燃性，故選項(xiàng)說法正確。B.金剛石不具有導(dǎo)電性，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。C.金剛石是無色透明的固體，石墨是深灰色固體，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。D.石墨有滑膩感，金剛石沒有，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。4．石墨烯是一種由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，碳納米管主要是由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管，它們的微觀結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是（）A．碳元素只能組成碳納米管和石墨烯兩種單質(zhì) B．碳納米管不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) C．構(gòu)成石墨烯的原子間有一定間隔 D．構(gòu)成碳納米管的原子不再運(yùn)動(dòng)【答案】C。【解析】A.碳元素可以組成多種單質(zhì)，例如金剛石、石墨、碳60等，故A錯(cuò)；B.碳納米管不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并不是不能反應(yīng)，故B錯(cuò)；C.原子之間都有間隔，故C正確；D.原子始終在不斷運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)。5．金剛石、石墨和C60的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異，其主要原因是（）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．金剛石、石墨和C60由不同種原子構(gòu)成D．金剛石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同【答案】D【解析】金剛石、石墨和C60的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異。其原因是金剛石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同，故選D?！局R(shí)點(diǎn)二】碳的化學(xué)性質(zhì)1．常溫下，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。碳受日光照射或與空氣、水等接觸都不容易起變化。實(shí)際生活中利用這一性質(zhì)有以下應(yīng)用：（1）需要長期保存的檔案材料一般用碳素墨水書寫。（2）木質(zhì)電線桿埋入地下部分用火燒焦。2．碳能與氧氣反應(yīng)——可燃性在點(diǎn)燃的條件下，碳可以在氧氣（或空氣）里燃燒，放出熱量。（1）氧氣充足時(shí)，完全燃燒：C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===，====))CO2（2）氧氣不充足時(shí)，不完全燃燒：2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===，====))2CO無論碳燃燒是否充分，都會(huì)放出熱量，因此碳是生活生產(chǎn)中常用的燃料。3．碳能與某些金屬氧化物反應(yīng)——還原性單質(zhì)碳在高溫下可以和某些氧化物反應(yīng)，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅①實(shí)驗(yàn)操作a．把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管；b．將試管固定在鐵架臺(tái)上。試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管；c．集中加熱；d．過幾分鐘后，先撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。③實(shí)驗(yàn)原理C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑在碳還原氧化銅的反應(yīng)中，C在反應(yīng)中得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，具有還原性。CuO在反應(yīng)中失去氧，發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性。④實(shí)驗(yàn)操作目的及注意事項(xiàng)a．反應(yīng)開始的標(biāo)志：澄清的石灰水變渾濁。b．試管口應(yīng)略向下傾斜：防止冷凝水倒流使試管炸裂。c．在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：集中火焰、提高溫度。d．配制混合物時(shí)木炭粉應(yīng)稍過量的目的：防止已經(jīng)還原的銅被氧氣重新氧化。e．實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果：石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應(yīng)冶煉鐵：2Fe2O3+3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))4Fe+3CO2↑（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應(yīng)：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2CO（4）高溫下，木炭還能與水反應(yīng)：C（紅熱）+H2O（蒸汽）eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))CO+H2O注：工業(yè)上水煤氣的制取方法【典型例題】如圖是木炭還原氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列說法正確的是()A．給酒精燈加網(wǎng)罩，目的是使火焰集中并提高溫度B．實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到紅棕色粉末逐漸變黑C．木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì)，它具有氧化性D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先停止加熱，再將導(dǎo)氣管從澄清石灰水中撤出【答案】A【解析】A.給酒精燈加網(wǎng)罩，使火焰集中并提高溫度，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，正確；B.實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到黑色固體粉末逐漸變紅，由碳和氧化銅的混合物變?yōu)殂~單質(zhì)，錯(cuò)誤；C.木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì)，它具有還原性，作還原劑，錯(cuò)誤；D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先將導(dǎo)氣管從澄清石灰水中撤出，再停止加熱，這樣可以起到防倒吸的作用，反之試管內(nèi)溫度變小，氣壓變低，會(huì)倒吸，錯(cuò)誤。故選A?！九e一反三】1．按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列分析或結(jié)論正確的是（）A.導(dǎo)管口剛有氣泡冒出說明反應(yīng)開始B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)立即倒出粉末C.木炭能使氧化銅還原為銅D.固體減少的質(zhì)量一定等于生成二氧化碳質(zhì)量【答案】C【解析】A.試管中有空氣，導(dǎo)管口剛有氣泡冒出的是受熱膨脹的空氣，不能說明反應(yīng)開始，不符合題意；B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)立即倒出粉末，此時(shí)產(chǎn)物銅的溫度較高，容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，又產(chǎn)生黑色的氧化銅，所以要等固體冷卻后才能倒出，不符合題意；C.木炭具有還原性，能奪取氧化銅中的氧元素，使氧化銅失去氧，變成單質(zhì)銅，符合題意；D.根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體減少的質(zhì)量等于氧化銅中失去的氧元素的質(zhì)量和參加反應(yīng)的碳元素的質(zhì)量的總和，反應(yīng)中可能生成一氧化碳，所以固體減少的質(zhì)量不一定等于生成二氧化碳質(zhì)量，不符合題意。故選C。2．已知：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑。如圖表示一定量的木炭和氧化銅固體混合物受熱過程中，某變量y隨加熱時(shí)間的變化趨勢，其中縱坐標(biāo)y表示（）A．固體的質(zhì)量 B．固體中氧化銅的質(zhì)量C．二氧化碳的質(zhì)量 D．固體中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【答案】D【解析】A.氧化銅和碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，固體質(zhì)量逐漸減小，錯(cuò)誤；B.氧化銅的質(zhì)量逐漸減小到零，錯(cuò)誤；C.二氧化碳的質(zhì)量應(yīng)該從零開始不斷增加，錯(cuò)誤；D.銅元素質(zhì)量不變，固體質(zhì)量逐漸減小，所以固體中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，然后不變，正確。故選D。3．用純凈的木炭粉還原氧化銅粉末時(shí)，可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑，C+2CuOeq\o\ac(\s\up5(△),\o(===，====))Cu+CO↑．某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，欲證明氧化銅中含有氧元素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。有關(guān)說法不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)前先通入N2的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止干擾 B．本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明含氧元素的證據(jù)是澄清石灰水變渾濁 C．硬質(zhì)玻璃管中黑色固體變紅，可以證明氧化銅含有氧元素 D．本實(shí)驗(yàn)的不足是沒有處理尾氣【答案】C?！窘馕觥緼.實(shí)驗(yàn)前先通入N2的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止氧氣對證明氧化銅中含有氧元素造成干擾，故選項(xiàng)說法正確。B.二氧化碳能使石灰水變渾濁，二氧化碳中含有氧元素，可以判斷氧化銅中的確含有氧元素，故選項(xiàng)說法正確。C.硬質(zhì)玻璃管中黑色固體變紅，說明生成了銅，不能證明氧化銅含有氧元素，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。D.實(shí)驗(yàn)中可能由一氧化碳生成，一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣，本實(shí)驗(yàn)的不足是沒有處理尾氣，故選項(xiàng)說法正確。4．在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2CO，下列說法不正確的是（）A．反應(yīng)中碳發(fā)生了還原反應(yīng)B．產(chǎn)物是空氣污染物之一C．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．該反應(yīng)中原子數(shù)目在反應(yīng)前后不變【答案】A【解析】A.碳奪取了二氧化碳中的氧，發(fā)生了氧化反應(yīng)，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B.生成物是一氧化碳，是空氣污染物之一，故選項(xiàng)說法正確；C.該反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，為吸熱反應(yīng)，故選項(xiàng)說法正確；D.由質(zhì)量守恒定律，該反應(yīng)中原子數(shù)目在反應(yīng)前后不變，故選項(xiàng)說法正確。故選A?！炯记煞椒ā拷獯疬@類題目，首先要理解和熟記碳的化學(xué)性質(zhì)及其反應(yīng)現(xiàn)象、化學(xué)方程式和用途等相關(guān)知識(shí)。然后根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)、問題情景或圖表信息等，結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識(shí)和技能，以及自己的生產(chǎn)或生活經(jīng)驗(yàn)所得，細(xì)致地分析題意或圖表信息等各種信息資，聯(lián)系起來綜合分析，按照題目要求進(jìn)行認(rèn)真地選擇或解答?！就卣寡由臁刻荚映叵禄瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的原因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)為4個(gè)，達(dá)到半穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定?！踞槍τ?xùn)練】1.將裝有黑色粉末的試管加強(qiáng)熱后，有紅色物質(zhì)生成，同時(shí)產(chǎn)生一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則該黑色粉末是（）A.氧化銅B.木炭粉和二氧化錳C.木炭粉D.木炭粉和氧化銅【答案】D【解析】黑色粉末變成紅色是氧化銅還原成銅的一個(gè)明顯現(xiàn)象，而且還有能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生，證明黑色粉末不是單一的物質(zhì)，而是木炭粉和氧化銅的混合物。2.為除去氧化銅中混有的少量雜質(zhì)碳，而又不增加新的雜質(zhì)，可采取的措施是（）A.在氧氣流中加熱混合物B.在密閉容器中灼熱混合物C.過濾D.蒸發(fā)【答案】A【解析】在氧氣流中加熱，達(dá)不到氧化銅與碳反應(yīng)的條件。但是碳和氧氣在加熱的條件下，反應(yīng)生成了二氧化碳，從而將碳雜質(zhì)除去。3．已知：2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑．如圖表示一定質(zhì)量的CuO和C固體混合物在受熱過程中各物質(zhì)質(zhì)量隨時(shí)間的變化趨勢。下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．t1時(shí)，開始發(fā)生反應(yīng) B．t1和t2時(shí)，固體中銅元素質(zhì)量保持不變 C．b是固體混合物的質(zhì)量 D．d是二氧化碳的質(zhì)量【答案】C。【解析】A.碳與氧化銅在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，由圖示可知，t1時(shí)，開始發(fā)生反應(yīng)，故選項(xiàng)說法正確。B.碳與氧化銅在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，t1和t2時(shí)，固體中銅元素質(zhì)量保持不變，故選項(xiàng)說法正確。C.圖中b反應(yīng)后減少至0，固體混合物的質(zhì)量逐漸減少，但不可能減少至0，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。D.碳與氧化銅在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑，生成銅和二氧化碳的質(zhì)量比為128：88，則d是二氧化碳的質(zhì)量，故選項(xiàng)說法正確。4．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)探究木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，a中的固體由黑色變紅色，b中的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡和白色沉淀?！緰碎嗁Y料】氧化亞銅（Cu2O）是紅色固體，能與稀硫酸發(fā)生如下反應(yīng)：Cu2O＋H2SO4＝Cu＋CuSO4＋H2O?！咎岢鰡栴}】已知實(shí)驗(yàn)后a中的紅色固體含有單質(zhì)銅，是否還含有氧化亞銅（Cu2O）呢？【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】取a中的紅色固體少量于試管中，加入____________溶液，試管中出現(xiàn)___________________________________，證明固體中確實(shí)含有Cu2O?！咎岢鰡栴}】木炭還原氧化銅產(chǎn)生的氣體是什么？【提出猜想】猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：_________________?！咎岢鲑|(zhì)疑】甲同學(xué)認(rèn)為猜想二不正確，他的理由是____________________________?！掘?yàn)證猜想】乙同學(xué)將木炭還原氧化銅產(chǎn)生的氣體通入灼熱的氧化銅粉末中，黑色固體變紅，證明猜想______是正確的，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________?！窘涣鞣此肌颗d趣小組認(rèn)為上圖裝置不夠完善，為了防止尾氣對空氣的污染，應(yīng)該把上圖裝置中的b部分裝置換成下列______裝置（填字母序號(hào)）。ABCD【答案】【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】稀硫酸；固體部分溶解，溶液由無色變成藍(lán)色；【提出猜想】CO2和CO；【提出質(zhì)疑】僅有一氧化碳時(shí)不能使澄清石灰水變渾濁；【驗(yàn)證猜想】三；CO＋CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))Cu＋CO2；【交流反思】A或B或D?！窘馕觥勘绢}主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】取a中的紅色固體少量于試管中，加入稀硫酸，試管中出現(xiàn)固體部分溶解，溶液由無色變成藍(lán)色，說明氧化亞銅和硫酸反應(yīng)生成了硫酸銅，證明固體中確實(shí)含有Cu2O?！咎岢霾孪搿坎孪胍唬篊O2；猜想二：CO；猜想三：CO2和CO；【提出質(zhì)疑】甲同學(xué)認(rèn)為猜想二不正確，理由是一氧化碳不能和氫氧化鈣反應(yīng)，因此b中的試管內(nèi)不能產(chǎn)生白色沉淀。【驗(yàn)證猜想】乙同學(xué)將木炭還原氧化銅產(chǎn)生的氣體通入灼熱的氧化銅粉末中，黑色固體變紅，說明氧化銅和一氧化碳反應(yīng)生成了銅和二氧化碳，證明猜想三是正確的；【交流反思】為了防止尾氣對空氣的污染，應(yīng)該把上圖裝置中的b部分裝置換成如圖2中的A.B.D都可以，這是因?yàn)锳.B.D裝置都能夠防止一氧化碳進(jìn)入空氣中。5．實(shí)驗(yàn)室可利用堿式碳酸銅【Cu2(OH)2CO3】制備氧化銅，并進(jìn)行碳粉還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)。（1）制備氧化銅并檢驗(yàn)產(chǎn)物，裝置如圖所示（省略夾持儀器）：ABCD步驟一：連接A和B，打開活塞，通入空氣。步驟二：關(guān)閉活塞，連上C和D，開始加熱。步驟三：在加熱過程中，記錄在B中固體質(zhì)量變化如下表，在t3時(shí)停止加熱。加熱時(shí)間（min）0t1t2t3B中固體質(zhì)量（g）6.665.204.804.80B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___Cu2(OH)2CO3＝___CuO＋___H2O＋___CO2↑；C中的試劑是________；A的作用是吸收空氣中的_____________，防止對產(chǎn)物檢驗(yàn)造成干擾。選擇t3時(shí)停止加熱的理由是____________________________________________________。（2）一定量碳粉還原（1）中制得的氧化銅并檢驗(yàn)產(chǎn)物，裝置如圖所示：實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到F中溶液變渾濁，E中的現(xiàn)象是____________________________；反應(yīng)完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導(dǎo)致的后果是___________________________。（3）分析：若（1）中省略步驟三，對（2）中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因：_______________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）；無水硫酸銅；水蒸氣和二氧化碳；固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解；（2）黑色粉末變成紅色；F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；（3）不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳，因?yàn)榭赡苡校?）中未分解的堿式碳酸銅在實(shí)驗(yàn)（2）中分解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，干擾對炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷?！窘馕觥浚?）依據(jù)質(zhì)量守恒定律（化學(xué)反應(yīng)前后同種原子的數(shù)目不變）配平化學(xué)方程式，配平后的系數(shù)依次為；該反應(yīng)是實(shí)驗(yàn)室利用堿式碳酸銅制備氧化銅，并檢驗(yàn)產(chǎn)物，檢驗(yàn)水常用無水硫酸銅，檢驗(yàn)二氧化碳常用澄清石灰水，需要先檢驗(yàn)水，再檢驗(yàn)二氧化碳，所以C中試劑是無水硫酸銅，空氣中的二氧化碳和水蒸氣會(huì)對二氧化碳、水蒸氣的檢驗(yàn)造成干擾，所以A燒堿固體的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，固體質(zhì)量不再變化時(shí)，可以認(rèn)為堿式碳酸銅完全分解，t2，t3時(shí)固體質(zhì)量不再改變，所以選擇t3時(shí)停止加熱的理由是：固體質(zhì)量不再減少，證明堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解；（2）氧化銅是黑色粉末，氧化銅和木炭在高溫的條件下會(huì)生成銅和二氧化碳，銅是紅色固體，所以E中的現(xiàn)象是：黑色粉末變成紅色，反應(yīng)完全后，僅撤走酒精噴燈，會(huì)使試管內(nèi)的溫度降低，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)驟然降低，澄清石灰水會(huì)倒流入試管內(nèi)，造成試管炸裂，所以反應(yīng)完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導(dǎo)致的后果是：F中的液體通過導(dǎo)管流入E中，造成試管炸裂；（3）通過步驟三中的數(shù)據(jù)比較，可以判斷堿式碳酸銅是否分解完全，如果沒有分解完全，在后面的加熱過程中，堿式碳酸銅會(huì)生成二氧化碳，對氧化銅和木炭的還原產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾，所以若（1）中省略步驟三，對（2）中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因：不能確定炭粉還原氧化銅的生成物中是否含有二氧化碳。因?yàn)榭赡苡校?）中未分解的堿式碳酸銅在實(shí)驗(yàn)②②中分解，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，干擾對炭粉還原氧化銅反應(yīng)生成物的判斷?！局R(shí)點(diǎn)三】氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)1．氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)物質(zhì)與氧發(fā)生的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。簡記為“得氧被氧化，失氧被還原”。2．氧化性、還原性在反應(yīng)中物質(zhì)供給氧的性質(zhì)叫做氧化性，物質(zhì)奪取氧的性質(zhì)叫做還原性。在2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Cu+CO2↑反應(yīng)里，氧化銅失去氧而變成了銅單質(zhì)，氧化銅發(fā)生還原反應(yīng)。木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì)，它具有還原性，是還原劑。木炭跟氧化銅里的氧起反應(yīng)生成了二氧化碳，又發(fā)生了氧化反應(yīng)。氧化銅在反應(yīng)中提供氧，具有氧化性，是氧化劑。氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)是從得氧失氧的角度研究化學(xué)反應(yīng)的，不屬于基本反應(yīng)類型。氧化劑是指能夠供給氧的物質(zhì)，還原劑是指能夠得到氧的物質(zhì)，氧化劑、還原劑指的都是反應(yīng)物。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是針對化學(xué)反應(yīng)中的某一反應(yīng)物而言的，如C與CuO的反應(yīng)中，C發(fā)生了氧化反應(yīng)，CuO發(fā)生了還原反應(yīng)。氧化劑和還原劑的判斷方法氧化還原反應(yīng)是一類常見的反應(yīng)類型，它不屬于基本反應(yīng)類型，初中階段，主要是從得氧、失氧的角度判斷氧化還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)是指物質(zhì)跟氧發(fā)生的反應(yīng)（或者說，物質(zhì)得到氧的反應(yīng)）；還原反應(yīng)是指含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)（或者說物質(zhì)失去氧的反應(yīng))。一種物質(zhì)得到氧，必然有另一種物質(zhì)失去氧，故氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的，通常叫做氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中，能提供氧的物質(zhì)叫做氧化劑，氧化劑失去氧發(fā)生的是還原反應(yīng)；能得到氧的物質(zhì)叫做還原劑，還原劑發(fā)生的是氧化反應(yīng)。以碳還原氧化銅為例，它們之間的關(guān)系為：即：氧化劑一失去氧→被還原一發(fā)生還原反應(yīng)；還原劑→得到氧→被氧化→發(fā)生氧化反應(yīng)?！镜湫屠}】高爐煉鐵核心反應(yīng)Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===，====))2Fe+3CO