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在100多种元素中,碳是一种神奇的元素.在自然界中,碳元素能形成多种单质和千万种化合物.常见的碳单质有金刚石、石墨、C60、碳纳米管等,金刚石、石墨是由同一种元素形成的不同种单质,化学上将他们称为同素异形体.请回答下列问题:
(1)现有①金刚石和石墨②H2CO3和Na2CO3③CO和CH4④C60和N50四组物质,其中属于单质的是________(选填序号).
(2)金刚石、石墨都是碳原子构成的,前者质地坚硬,后者质地很软.造成这一现象的原因是________.炭雕艺术品是化学美与艺术美的结合,炭雕产品全部由优质的活性炭制成.炭雕艺术品能长期保存的原因是________;炭雕艺术品能净化室内空气,给家居带来清新的生活空间,原因是活性炭具有________作用.
(3)碳在一定量氧气中燃烧能生成一氧化碳和二氧化碳,12g碳与________g氧气完全反应产物为一氧化碳.
(4)下列物质中,不属于同素异形体的是________.
A.氧气和臭氧  B.白磷和红磷  C.水和双氧水
(5)右图为木炭还原氧化铜实验装置图,图中酒精灯上加一金属网罩的目的是________;小试管中澄清石灰水的作用是________;试写出图中发生的置换反应的化学方程式________.

解:(1)单质是由同种元素组成的纯净物:①④中的物质都是单质.
(2)金刚石和石墨物理性质差别很大,是由于碳原子的排列方式不同;碳在常温下化学性质稳定;活性炭具有吸附性,能吸附颜色和异味.
(3)解:设氧气的质量为X
2C+O22CO2
24 32
12g X
=X=16g
(4)氧气和臭氧、白磷和红磷,都是由同种元素组成的不同单质,属于同素异形体.
(5)木炭还原氧化铜的实验须在高温条件下进行,在酒精灯上加网罩是为了提高温度,澄清石灰水的作用是为了检验产物是否为二氧化碳.实验体现出木炭的还原性,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;碳的化学性质稳定;吸附; (3)16; (4)C (5)提高温度;检验产物是否为二氧化碳;2CuO+C2Cu+CO2
分析:1、金刚石和石墨都是常见的碳的单质,由于碳原子的排列方式不同,两者的物理性质差别很大,但却有相同的化学性质.碳单质有以下化学性质:(1)、常温下化学性质稳定,所以用碳制成的物品、书写的字画等能够长期保存;(2)、能与氧气反应,具有可燃性;(3)、能与某些金属氧化物反应,具有还原性.例如,木炭与氧化铜的反应中,C夺走CuO中的O生成CO2,因此,在实验中需借助澄清石灰水来检验有没CO2生成.
2、活性炭的物理性质之一---吸附性,它能吸附颜色和异味.
3、从概念入手辨别出同素异形体和单质:同素异形体是由相同的元素组成不同形态的单质;单质是由同种元素组成的纯净物.
4、碳不完全燃烧会生成一氧化碳,要计算12g碳不完全燃烧需要多少氧气,关键是要先正确书写出碳不完全燃烧的化学方程式2C+O22CO2,再根据已知量求解.
点评:本题是一个综合性题目,重点考查了碳的物理性质和化学性质、有关碳的化学方程式计算题以及教材中的典型实验--木炭还原氧化铜,学生掌握相关知识即可顺利作答,有利于学生对知识系统掌握.
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