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(zhì)和千萬種化合物．常見的碳單質(zhì)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(zhì)，化學(xué)上將他們稱為同素異形體．請回答下列問題：
（1）現(xiàn)有①金剛石和石墨②H₂CO₃和Na₂CO₃③CO和CH₄④C₆₀和N₅₀四組物質(zhì)，其中屬于單質(zhì)的是________（選填序號）．
（2）金剛石、石墨都是碳原子構(gòu)成的，前者質(zhì)地堅(jiān)硬，后者質(zhì)地很軟．造成這一現(xiàn)象的原因是________．炭雕藝術(shù)品是化學(xué)美與藝術(shù)美的結(jié)合，炭雕產(chǎn)品全部由優(yōu)質(zhì)的活性炭制成．炭雕藝術(shù)品能長期保存的原因是________；炭雕藝術(shù)品能凈化室內(nèi)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(yīng)產(chǎn)物為一氧化碳．
（4）下列物質(zhì)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）右圖為木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中酒精燈上加一金屬網(wǎng)罩的目的是________；小試管中澄清石灰水的作用是________；試寫出圖中發(fā)生的置換反應(yīng)的化學(xué)方程式________．

Answer 1

解：（1）單質(zhì)是由同種元素組成的純凈物：①④中的物質(zhì)都是單質(zhì)．
（2）金剛石和石墨物理性質(zhì)差別很大，是由于碳原子的排列方式不同；碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；活性炭具有吸附性，能吸附顏色和異味．
（3）解：設(shè)氧氣的質(zhì)量為X
2C+O₂2CO₂
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(zhì)，屬于同素異形體．
（5）木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)須在高溫條件下進(jìn)行，在酒精燈上加網(wǎng)罩是為了提高溫度，澄清石灰水的作用是為了檢驗(yàn)產(chǎn)物是否為二氧化碳．實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出木炭的還原性，故方程式是2CuO+C2Cu+CO₂↑
故答案是：（1）①④（2）碳原子的排列方式不同；碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；吸附； （3）16； （4）C （5）提高溫度；檢驗(yàn)產(chǎn)物是否為二氧化碳；2CuO+C2Cu+CO₂↑
分析：1、金剛石和石墨都是常見的碳的單質(zhì)，由于碳原子的排列方式不同，兩者的物理性質(zhì)差別很大，但卻有相同的化學(xué)性質(zhì)．碳單質(zhì)有以下化學(xué)性質(zhì)：（1）、常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(yīng)，具有可燃性；（3）、能與某些金屬氧化物反應(yīng)，具有還原性．例如，木炭與氧化銅的反應(yīng)中，C奪走CuO中的O生成CO₂，因此，在實(shí)驗(yàn)中需借助澄清石灰水來檢驗(yàn)有沒CO₂生成．
2、活性炭的物理性質(zhì)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(zhì)：同素異形體是由相同的元素組成不同形態(tài)的單質(zhì)；單質(zhì)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(jì)算12g碳不完全燃燒需要多少氧氣，關(guān)鍵是要先正確書寫出碳不完全燃燒的化學(xué)方程式2C+O₂2CO₂，再根據(jù)已知量求解．
點(diǎn)評：本題是一個(gè)綜合性題目，重點(diǎn)考查了碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、有關(guān)碳的化學(xué)方程式計(jì)算題以及教材中的典型實(shí)驗(yàn)--木炭還原氧化銅，學(xué)生掌握相關(guān)知識即可順利作答，有利于學(xué)生對知識系統(tǒng)掌握．