專題01常見的單質(zhì)（原卷版）

專題01常見的單質(zhì)目錄考點聚焦：復(fù)習(xí)要點+知識網(wǎng)絡(luò)，有的放矢重點速記：知識點和關(guān)鍵點梳理，查漏補缺題型歸納：歸納常考熱點題型，高效解題難點強化：難點內(nèi)容標注與講解，能力提升學(xué)以致用：真題感知+提升專練，全面突破復(fù)習(xí)要點聚焦1.單質(zhì)的概念與分類。2.氧氣的性質(zhì)和用途。3.氫氣的性質(zhì)和用途。4.單質(zhì)碳的性質(zhì)和用途。5.兩個重要的還原性實驗。知識網(wǎng)絡(luò)聚焦一．氧氣1．物理性質(zhì)標準狀況下，氧氣是一種無色、無味的氣體，密度比空氣大，難溶于水?！军c撥】氧氣有三態(tài)變化，固體和液體為淡藍色。2．化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)。反應(yīng)物實驗現(xiàn)象反應(yīng)方程式硫在空氣中淡藍色火焰放熱，生成帶有刺激性氣味的氣體S+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))SO2在氧氣中藍紫色火焰木炭在空氣中發(fā)出紅光放熱，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2在氧氣中發(fā)出白光磷在空氣或氧氣中發(fā)出黃色火焰，放出熱量、產(chǎn)生大量白煙4P+5O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2P2O5氫氣在空氣或氧氣中產(chǎn)生淡藍色火焰，放出熱量2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2H2O【注意事項】=1\*GB3①與硫磺和磷反應(yīng)時，集氣瓶中要預(yù)留少量水吸收有毒有害物質(zhì)，防止污染空氣。=2\*GB3②氫氣點燃之前要驗純，防止發(fā)生爆炸。（2）與金屬單質(zhì)反應(yīng)。反應(yīng)物實驗現(xiàn)象反應(yīng)方程式鐵在氧氣中劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體，放出大量的熱3Fe+2O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))Fe3O4鎂在空氣或氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2MgO銅在空氣或氧氣中銅絲表面變黑2Cu+O2eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))2CuO【注意事項】=1\*GB3①鐵絲在空氣中不能燃燒，只是紅熱；鎂在氧氣中燃燒更劇烈。=2\*GB3②做鐵絲燃燒實驗時，集氣瓶中要預(yù)留少量水防止高溫熔融物濺落瓶底，使集氣瓶炸裂。（3）與化合物反應(yīng)。反應(yīng)物實驗現(xiàn)象反應(yīng)方程式一氧化碳在氧氣中產(chǎn)生藍色火焰，放出大量的熱CO+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2甲烷在空氣或氧氣中產(chǎn)生亮的藍色火焰，放出大量的熱CH4+2O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2+2H2O乙醇在空氣或氧氣中產(chǎn)生藍色火焰，放出大量的熱C2H5OH+3O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2CO2+3H2O【注意事項】甲烷和一氧化碳在點燃之前要驗純，防止發(fā)生爆炸。二．氫氣1．物理性質(zhì)顏色常溫下的狀態(tài)氣味水溶性密度無色氣體無臭難溶于水最輕的氣體，密度比空氣小2．化學(xué)性質(zhì)（1）可燃性①裝置：②原理：③現(xiàn)象：燒杯內(nèi)壁有水珠生成，燒杯變熱；發(fā)出淡藍色火焰。（2）還原性①裝置：②步驟：通入H2→加熱→熄滅酒精燈→繼續(xù)通入H2直至完全冷卻

③現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成亮紅色；試管口有水滴生成。④原理：⑤結(jié)論：氫氣具有還原性3.氫氣的驗純?nèi)鐖D所示，收集一試管氫氣，用拇指堵住管口，管口向下，靠近火焰，移開拇指，如發(fā)出尖銳爆鳴聲表明氣體不純，如聲音很小則表示氣體較純。Ⅰ.用拇指堵住集滿Ⅱ.靠近火焰，移開氫氣的試管口拇指點火4.氫氣的用途（1）密度小——填充探空氣球。（2）可燃性——作燃料。三．碳的單質(zhì)1．存在形式：①金剛石：無色透明的固體，是自然界中最硬的物質(zhì)，可用于制鉆石、刻劃玻璃、鉆探機的鉆頭等。②石墨：深灰色固體，是最軟的礦物之一，有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱和耐高溫?？捎糜谥沏U筆芯,作高溫潤滑劑、電極和冶煉金屬坩堝的材料。③C60：由C60分子構(gòu)成，形似足球，它應(yīng)用于材料科學(xué)和超導(dǎo)體等方面。④其它形式：碳納米管、單層石墨片等。⑤無定形碳：包括焦炭、木炭、活性炭和炭黑。焦炭、木炭是冶金和生活的常用燃料?；钚蕴渴杷啥嗫?，有很強的吸附能力，可作防毒口罩的濾毒層，或作防毒面具的濾毒罐、凈水過濾器的吸附材料。炭黑在常溫時非常穩(wěn)定，用碳素墨汁所繪的畫和書寫的字經(jīng)久不變色?！军c撥】①金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)差異較大的原因：碳原子排列方式不同；②一種元素可以組成不同種單質(zhì)。2．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，完全燃燒：C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2②氧氣不充足時，不完全燃燒：2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2CO無論碳燃燒是否充分，都會放出熱量，因此碳是生活生產(chǎn)中常用的燃料。（3）碳能與某些氧化物反應(yīng)——還原性①實驗操作a．把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管；b．將試管固定在鐵架臺上。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實驗現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。③實驗原理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實驗操作目的及注意事項a．反應(yīng)開始的標志：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。題型一氧氣的性質(zhì)和用途典例1下圖是小宸同學(xué)用手掌總結(jié)氧氣的化學(xué)性質(zhì)的表示方法，手指上的物質(zhì)能與掌心氧氣反應(yīng)，則下列說法正確的是A．硫在氧氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰B．磷燃燒產(chǎn)生大量的有毒白霧，會污染空氣C．鎂條在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，可用于制作煙花、照明彈D．氧氣能與所有的物質(zhì)反應(yīng)，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有可燃性典例2下列物質(zhì)在空氣或氧氣中燃燒現(xiàn)象的描述中，正確的是A．木炭在氧氣中燃燒，發(fā)出白光，放出熱量B．紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量煙霧，放出熱量C．鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成四氧化三鐵D．硫在氧氣中燃燒，發(fā)出微弱的淡藍色火焰，放出熱量，生成一種無色無味氣體題型二氫氣和氫氣的性質(zhì)典例3我國發(fā)射的“天宮一號”目標飛行器和“神舟八號”飛船，實施了首次空間飛行器無人交會對接試驗．“天宮一號”飛行器升空所用燃料之一為液氫．下列有關(guān)氫氣的說法，你認為不正確的是A．氫氣是一種無色、無臭、難溶于水的氣體 B．氫氣在空氣中燃燒時，產(chǎn)生淡藍色火焰 C．氫氣和液氫的化學(xué)性質(zhì)不同 D．點燃用排水法收集的一試管氫氣，若發(fā)出尖銳的爆鳴聲，則表明氫氣不純典例4水是生命活動不可缺少的物質(zhì)。下圖是探究水的組成實驗裝置，請回答相關(guān)的問題。(1)為證明水不是由“水元素”組成的，1785年，拉瓦錫在高溫的條件下，用水蒸氣與紅熱的鐵反應(yīng)，將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時生成四氧化三鐵。模擬實驗裝置如圖1所示。①圖1中導(dǎo)管口吹出來的肥皂泡往上飄走，說明氫氣的密度比空氣。②該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)電解水實驗的簡易裝置如圖2所示，a中收集到的氣體是(填化學(xué)式)；從該實驗得到關(guān)于水的組成的結(jié)論是；電解水反應(yīng)的化學(xué)方程式為；從能量變化角度看，該過程是將能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。題型三碳單質(zhì)的性質(zhì)和用途典例5碳世界豐富多彩，根據(jù)如圖回答下列問題：(1)圖C代表的物質(zhì)的名稱為

?，木炭、焦炭、活性炭這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與

?(從A、B、C中選擇)類似。(2)圖A表示的物質(zhì)是由

?(填“分子”或“原子”)構(gòu)成的。(3)上述A、B、C三種物質(zhì)的物理性質(zhì)不同的原因是

?

?。(4)由C在一定條件下制取B，發(fā)生的變化屬于

?(填“物理”或“化學(xué)”)變化。(5)圖D中向盛有紅棕色NO2氣體的燒瓶中投入若干塊木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到紅棕色變淺的原因是木炭具有

?性。題型四木炭還原氧化銅典例6碳元素被稱為“大自然的建筑師”，回答下列與含碳物質(zhì)有關(guān)的問題。（1）古代用墨書寫或繪制的字畫雖年久仍不變色的原因是________________________。（2）金剛石和石墨都是碳元素組成的單質(zhì)，它們物理性質(zhì)不同的原因是_____________________。（3）如圖是木炭還原氧化銅的實驗，左邊大試管中的反應(yīng)現(xiàn)象是________________，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________。單質(zhì)碳的還原性可以用于冶金工業(yè)。右邊小試管中的現(xiàn)象是__________________，有關(guān)化學(xué)方程式是_________________________。典例7某同學(xué)在學(xué)習(xí)木炭和氧化銅反應(yīng)的知識后，產(chǎn)生了疑問：木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體有哪些？同學(xué)們帶著疑問進行了下列探究：【提出猜想】（1）猜想一：只有______；猜想二：只有CO；猜想三：既有CO2又有CO?！静殚嗁Y料】a．浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無變化，但遇到微量一氧化碳會立即變成藍色。b．二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁【實驗步驟】連接好實驗裝置，并進行實驗，裝置如圖所示（夾持儀器已省略）：步驟一：打開彈簧夾，先通一會兒純凈干燥的氮氣；步驟二：關(guān)閉彈簧夾，點燃酒精噴燈對硬質(zhì)玻璃管加熱。步驟三：實驗結(jié)束后，拆洗裝置和儀器?！緦嶒灧治觥浚?）若觀察到氯化鈀試紙______，澄清石灰水變渾濁，則猜想一成立。（3）若觀察到______，則猜想三成立。（4）若猜想一成立則B中發(fā)生反應(yīng)的方程式為______?！緦嶒灧此肌浚?）該實驗開始前通一會兒N2的目的是______。實驗過程中硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象是______。（6）實驗結(jié)束時，熄滅酒精噴燈的同時停止通入N2，有同學(xué)認為在實驗過程中裝置D沒有作用，可以去除，你認為是否可行？______（填“可行”或“不可行”），請說明理由______。強化點一氧氣性質(zhì)實驗中的易錯點1.要正確使用描述現(xiàn)象的詞語，如“煙”與“霧”、“光”與“火焰”等詞語的使用場景各不相同；現(xiàn)象解釋實例煙由固體小顆粒懸浮在空氣中形成的現(xiàn)象。紅磷燃燒時產(chǎn)生大量“白煙”霧小液滴懸浮在空氣中形成的現(xiàn)象。打開盛有濃鹽酸的試劑瓶瓶塞看到“白霧”。光熔點較高的可燃物燃燒時沒有火焰，只產(chǎn)生光或火星?；鹧鏆鈶B(tài)物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的特有現(xiàn)象可燃性氣體(如氫氣)、熔點較低的固體(如硫磺)、易汽化的液體(如酒精)燃燒時除發(fā)光、放熱外都有火焰。2.氧氣燃燒實驗中操作細節(jié)要正確把握①點燃可燃物后，應(yīng)自上而下緩慢插入到集氣瓶中，防止燃燒放熱，使氧氣受熱膨脹溢出；②鐵絲應(yīng)用火柴引燃，且待接近熄滅時再插入到氧氣的集氣瓶中，防止火柴燃燒耗去較多的氧氣，使鐵絲不能燃燒；集氣瓶中要預(yù)留少量水防止高溫熔融物濺落瓶底，使集氣瓶炸裂。③與硫磺和磷反應(yīng)時，集氣瓶中要預(yù)留少量水吸收有毒有害物質(zhì)，防止污染空氣。④氫氣、一氧化碳、甲烷點燃之前要驗純，防止發(fā)生爆炸。強化點二兩個還原性實驗注意點1.氫氣還原氧化銅時，一定要先通氫氣，將裝置內(nèi)空氣排盡，防止加熱時發(fā)生爆炸；2.氫氣還原氧化銅時，試管口略向下傾斜，防止生成的水倒流，使試管炸裂；3.氫氣還原氧化銅實驗結(jié)束后，應(yīng)繼續(xù)通入通入一段時間的氫氣，防止紅熱的銅被氧化；4.木炭還原氧化銅時，要在酒精燈火焰周圍添加金屬網(wǎng)罩(集中火焰，提高溫度)，或使用酒精噴燈；5.木炭還原氧化銅實驗結(jié)束時，應(yīng)先撤導(dǎo)管，再熄滅酒精燈，防止液體倒流，使試管炸裂。真題感知1．（2023廣西真題）下列實驗現(xiàn)象描述正確的是A．磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量的白霧B．木炭在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰C．鎂在氧氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，生成黑色固體D．鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體2．（2023四川省涼山州真題）某同學(xué)在奧運五環(huán)中填入了五種物質(zhì)，圖中環(huán)的相交部分是兩種物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，其中描述錯誤的是A．產(chǎn)生淡藍色火焰，生成無色無味氣體 B．劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體C．有紅色固體析出，溶液逐漸由藍色變成淺綠色 D．產(chǎn)生藍色沉淀3．（2022湖南長沙真題）“碳家族”的成員很多，用途很廣。下列說法正確的是A.石墨不具有導(dǎo)電性 B.C60單質(zhì)是由碳原子直接構(gòu)成的C.活性炭具有吸附性 D.金剛石和石墨里碳原子的排列方式相同4．（2022江蘇泰州真題）以氫能源作為新型汽車燃料是未來重點發(fā)展領(lǐng)域。（1）純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰；若點燃氫氣與氧氣的混合氣體就有可能引起爆炸，氫氣安靜地燃燒和爆炸的反應(yīng)原理（填“是”或“不”）一樣。（2）將點燃H2伸入黃綠色的Cl2中，H2繼續(xù)燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，放熱，微觀反應(yīng)過程如圖所示：①氫氣在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為，與氫氣在氧氣中燃燒的操作一樣，在試驗氫氣在氯氣中燃燒前，必須先。從氫氣可在氯氣中燃燒，其結(jié)論：燃燒（填“一定”或“不一定”）要有氧氣參加。提升專練1．“新冠肺炎”重癥患者需要使用呼吸機來為其提供氧氣，下列關(guān)于氧氣的描述正確的是A．通常狀況下，氧氣是一種無色、無味的氣體 B．氧氣是一種密度比空氣密度略小的氣體C．氧氣在低溫、高壓時能變?yōu)闊o色液體或固體 D．水中魚能生存，說明氧氣易溶于水2．同學(xué)們在觀察實驗時描述的下列實驗現(xiàn)象正確的是A．紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量白色煙霧B．石蠟在氧氣中燃燒時，有水和二氧化碳生成C．硫粉在氧氣中燃燒，產(chǎn)生明亮的藍紫色火焰，生成刺激性氣味氣體并放熱D．鐵在空氣中劇烈燃燒、火星四射、生成白色固體3．如圖是硫和鐵在空氣中和氧氣中燃燒的實驗，鐵絲在空氣中不能燃燒，但是納米鐵粉在空氣中稍加熱即可劇烈燃燒。下列說法正確的是A．實驗甲和乙觀察到的現(xiàn)象不一樣，是因為反應(yīng)物的種類不一樣B．實驗甲和乙的生成物相同，但是實驗丙和丁的生成物不同C．從四個實驗中可以看出，增大反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)物接觸面積，可以使反應(yīng)更劇烈D．四個實驗中，水的主要作用都是防止集氣瓶炸裂4．氫氣肥皂泡在空氣中迅速上升，這一事實說明氫氣A．無色 B．無氣味 C．難溶于水 D．密度比空氣小5．中科院贛江創(chuàng)新研究院等開發(fā)出高儲氫密度和放氫速率的合金儲氫材料，能延長手持氫氣火炬的續(xù)航時間，助力北京冬奧會。下列關(guān)于氫氣的說法不正確的是A．氫氣燃燒產(chǎn)生明亮的藍紫色火焰 B．氫氣燃燒不會產(chǎn)生污染物C．同溫同壓時，氫氣密度比空氣小 D．氫氣在點燃前需檢驗純度6．用排空氣法收集氫氣檢驗純度，有爆鳴聲，接下去的操作是A．用向上排空氣法收集B．可以做有關(guān)氫氣性質(zhì)的實驗C．用拇指堵住管口一會兒，再用向下排空氣法收集D．立即用原試管再收集，再檢驗純度7．下列用途，利用氫氣物理性質(zhì)的是A．還原金屬氧化物 B．制取鹽酸C．充填探空氣球 D．高能燃料8．通過研究氫氣的燃燒來認識水的組成，下列說法正確的是A．氫氣在純氧中安靜地燃燒，產(chǎn)生黃色火焰 B．點燃純凈的氫氣，在火焰上方罩一個干冷燒杯，可以看到白煙 C．點燃氫氣，罩在火焰上的干冷燒杯只出現(xiàn)水珠，可見水由氫元素和氧元素組成 D．由實驗可知水是由氫氣和氧氣組成的9．中國高鐵的核心技術(shù)走在了世界前列，高鐵動車的運行是依靠頂部的石墨電刷與電線接觸獲取電力。石墨制成的電刷與下列石墨的性質(zhì)無關(guān)的是A．滑膩感 B．還原性 C．穩(wěn)定性 D．導(dǎo)電性10．下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來裁玻璃 B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物質(zhì) D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的11．中國科學(xué)家成功制備出石墨雙炔包覆的銻納米空心立方盒，可用作鈉離子電池負極材料。石墨烯和石墨雙炔均由碳原子構(gòu)成，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，結(jié)構(gòu)如下。下列說法不正確的是A．石墨烯和石墨雙炔都是單質(zhì) B．石墨烯和石墨雙炔性質(zhì)完全相同 C．石墨烯和石墨雙炔完全燃燒都生成CO2 D．石墨烯和石墨雙炔均可作電極材料12．興趣小組為了探究C與CuO反應(yīng)生成的氣體，設(shè)計如圖裝置進行實驗：步驟①先向波形管中通入N2一會兒，在戊處連接癟氣球，關(guān)閉甲處止水夾；步驟②點燃丁處酒精燈，觀察到CuO不變色；步驟③繼續(xù)加熱丁處，點燃乙處酒精燈。觀察到乙、丁兩處均有紅色物質(zhì)生成，丙處澄清石灰水變渾濁。下列說法錯誤的是A．通N2是為了排出氧氣，避免干擾后續(xù)實驗 B．步驟②與步驟③均加熱丁處，是對照實驗 C．從丙處現(xiàn)象推理C與CuO反應(yīng)一定生成了CO2 D．從丁處現(xiàn)象推理C與CuO反應(yīng)一定生成了CO13．如圖是探究物質(zhì)的變化與木炭還原性的綜合實驗裝置。把繞成螺旋狀的銅絲一端固定在橡皮塞上，先加熱銅絲待表面變黑后再插入這支試管的木炭粉中，打開彈簧夾后加熱。下列說法不正確的是A．銅絲加熱變黑是銅與氧氣反應(yīng)生成了新物質(zhì) B．銅絲表面及澄清石灰水的變化說明木炭具有還原性 C．試管向下傾斜的目的是防止反應(yīng)生成的水回流 D．反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)先夾緊彈簧夾再熄滅酒精燈14．如圖為氫氣燃燒的微觀示意圖：(1)讀圖獲得的信息是______(寫一條即可)。(2)根據(jù)圖示寫出氫氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：______，該反應(yīng)屬于______(填一種基本反應(yīng)類型)。(3)純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，若點燃氫氣與氧氣的混合氣體就有可能引起爆炸。所以在點燃氫氣前，必須先檢驗氫氣的___