6.1 碳单质的多样性（知识解读）

答案D 【详解】A、金刚石可用作制作钻石，是因为金刚石具有正八面体结构，可作装饰品钻石，与硬度无关，对应关系不正确； B、氖气通电能发光，可用作霓虹灯的填充气，对应关系不正确； C、镁用于制作烟花，利用的是镁在空气中燃烧时会发出耀眼的白光，对应关系不正确； D、常温下碳化学性质稳定，可利于书画很难与其他物质发生反应，故保存不褪色，对应关系正确； 故选D。

答案(1) 金刚石 制作玻璃刀 (2) 碳原子 化学 (3) C60 1个C60分子由60个碳原子构成 【详解】（1）由物质甲的结构示意图可知，甲具有正八面体结构，是金刚石； 金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割大理石、制作玻璃刀等； （2）石墨的碳原子的排列是层状结构，石墨由碳原子构成； 石墨转化为金刚石生成了新物质，属于化学变化； （3）C60的碳原子的排列是由60个原子构成的分子，形似足球，所以物质丙是C60； 从其化学式可知：它的一个分子是由60个碳原子构成的。

答案D 【详解】A、石墨具有良好的导电性，可用作电极，不符合题意； B、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，如可填充于食品包装中用于防腐，不符合题意； C、氧气具有助燃性，能支持燃烧，可用于炼钢，不符合题意； D、金刚石与石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，化学性质相同，符合题意。 故选D。

答案(1) 6 二/2 (2) 金刚石 石墨 吸附 碳原子排列不同 (3)C 【详解】（1）在原子结构示意图中，圆圈内的数字即为质子数，因此碳原子核内有6个质子； 在原子结构示意图中，原子的电子层数=该元素所在的周期数，碳原子的核外有2个电子层，因此碳元素在元素周期表中位于第二周期； （2）图2中用到的碳单质是金刚石，金刚石是天然存在的最硬的物质，可以用来裁玻璃； 图3中用到的碳单质是石墨，石墨质软，且呈深灰色，可用于制铅笔芯； 图4中用到的碳单质是活性炭，活性炭具有吸附性，可以作吸味剂； 不同碳单质物理性质存在明显差异的原因是碳原子排列方式不同； （3）A、C60是一种由碳元素组成的单质，与石墨是不同单质，故错误； B、C60是一种由碳元素组成的单质，故错误； C、C60是一种由碳元素组成的单质，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则C60完全燃烧时生成二氧化碳，故正确； 故选：C。 知识点2知识点2碳单质的化学性质碳单质的化学性质 1、常温下化学性质不活泼（原因：碳原子的最外层电子数为4，不易得失） 用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。 2、可燃性（作燃料） 3、还原性

答案B 【详解】A、金刚石是无色透明的固体，石墨是灰黑色固体，在室温下，C60以紫红色的固态形式存在，不符合题意； B、金刚石、石墨、C60均属于碳单质，它们在氧气中充分燃烧均生成二氧化碳，符合题意； C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，C60分子由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故它们物理性质差异很大，不符合题意； D、石墨具有良好的导电性，金刚石不具有导电性，C60常态下不导电，不符合题意。 故选B。

答案不活泼/稳定 二氧化碳/CO2 C+O2CO2 一氧化碳/CO 2C+O22CO 化合反应 【详解】常温下，碳的化学性质稳定； 碳充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：； 碳不充分燃烧生成一氧化碳，反应的化学方程式为：； 两个反应均为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。

答案C 【详解】 解：A.上述五种物质中，金刚石是最硬的物质，故错误； B.由五种物质的结构示意图可知，这五种物质碳原子的排列方式是不相同的，故错误； C.这五种物质都是由碳元素组成的单质，其化学性质相似，完全燃烧产物为CO2，故正确； D.C60是由分子构成的，故错误。 故选：C。

答案原子 【详解】硅的结构与金刚石相似，金刚石由原子构成，则硅单质也是由原子构成。 知识点3知识点3还原反应还原反应 1、碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）：碳+某些金属氧化物高温 金属单质+CO2↑。 2、氧化还原反应分析：，CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应；C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应。 （1）氧化反应：物质结合氧元素的反应。 （2）还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 （3）氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO。 （4）还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等。 3、碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应）。 4、置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。

答案B 【详解】根据可知，SnO2在该过程中失去了氧，发生了还原反应。故选B。

答案(1)还原反应 (2) 氧 铜 碳 (3) 氧 还原剂 还原性 【详解】（1）含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应，不属于基本反应类型； （2）氧化铜与碳反应，氧化铜失去氧变成铜，碳得到氧变成二氧化碳； （3）氧化铜与碳反应，碳夺走氧化铜中的氧，碳在反应中做还原剂，具有还原性。

答案B 【详解】A、木炭和氧化铜高温生成铜和二氧化碳，所以实验过程中，可观察到黑色粉末逐渐变红，故选项说法错误； B、给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故选项说法正确； C、木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，发生氧化反应，故选项说法错误； D、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，以防止烧杯中的石灰水倒流，炸裂试管，故选项说法错误。 故选B。

答案(1)物理 (2)AC (3) 化合反应 Fe2O3 【详解】（1）碳单质有相同的化学性质，由于碳原子排列方式不同，导致碳单质的物理性质有较大差异，故填：物理； （2）一氧化碳有可燃性，二氧化碳没有可燃性，所以能用燃着的木条鉴别一氧化碳和二氧化碳；一氧化碳和二氧化碳都不与灼热的铜反应，所以，无法鉴别两种气体；一氧化碳不与水反应，二氧化碳能与水反应生成碳酸，所以可用石蕊溶液鉴别两种气体，故答案选：AC。 （3）碳和氧气在点燃的条件下反应生成一氧化碳，是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应；一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，属于氧化还原反应，不属于基本类型反应，该反应中氧化铁失去氧后被还原成铁，所以②中发生还原反应的物质是：氧化铁（或Fe2O3）。

答案C 【详解】A 、石墨是黑色、柔软的，可用于制作铅笔，对应正确，不符合题意； B、石墨具有良好的导电性，可作电极，对应正确，不符合题意； C 、石墨性质稳定，但这与冶炼金属无关。通常利用焦炭来冶炼金属，而不是石墨，对应错误，符合题意； D、石墨有滑腻感，可用作润滑剂，对应正确，不符合题意。 故选C。

答案D 【详解】A、分子种类不同，化学性质不同。一氧化碳和二氧化碳都是由分子构成的物质，它们化学性质不同，是因为分子种类不同，A选项错误； B、二氧化碳气体受热膨胀，是因为温度升高，分子间隔增大，而分子本身不会变大，B选项错误； C、干冰升华，是二氧化碳由固态变为气态，分子间隔增大，而分子种类不变，C选项错误； D、金刚石和石墨都是由碳原子构成的物质，它们物理性质不同，是因为碳原子排列方式不同，D选项正确。 故选：D。

答案D 【详解】A、硫燃烧生成二氧化硫，化学方程式为：，A选项错误； B、碳酸钙在高温条件下分解生成二氧化碳和氧化钙，化学方程式为：，B选项错误； C、碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为：，C选项错误； D、碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：，D选项正确。 故选：D。

答案D 【详解】A、金刚石质地坚硬，是天然物质中硬度最大的物质，可用于切割玻璃，故A正确； B、活性炭具有吸附性，可以吸附气体和有色物质，可以作除臭剂，故B正确； C、镁条燃烧时产生耀眼的白光，可用作照明弹，故C正确； D、氧气没有可燃性，具有助燃性，可用于焊接和切割金属，故D错误。 故选D。

答案B

答案B 【详解】A、金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的单质，C60是由C分子构成的单质，故A错误； B、由金刚石、石墨和C60的结构模型图可知，三者中碳原子的排列方式不同，故B正确； C、相同元素组成的不同碳单质，它们的组成元素均为碳元素，在足量的氧气中充分燃烧，产物相同，故C错误； D、由金刚石、石墨和C的结构模型图可知，碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，则相同元素组成的不同物质，性质不完全相同，故D错误。 故选B。

答案A 【详解】A、石墨烯和石墨的碳原子的排列方式不同，结构不同，物理性质也不同，故A说法错误； B、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳，故B说法正确； C、石墨烯和金刚石都是由碳元素组成的单质，二者的化学性质相似，故C说法正确； D、石墨烯具有非凡对的导电性能，可以做电极芯，故D说法正确； 故选：A。

答案B 【详解】A、2mL无水酒精和2mL水混合后体积略小于4mL，是因为分子之间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，故选项解释正确； B、蜡烛在空气中燃烧，有黑色物质生成，说明有炭生成，炭中含有碳元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则蜡烛中一定含有碳元素，可能含有氧元素，故选项解释错误； C、CO有可燃性，而二氧化碳不具有可燃性，是因为一氧化碳和二氧化碳的分子构成不同，不同种分子的化学性质不同，则二者的化学性质不同，故选项解释正确；D、金刚石和石墨的硬度不同，是因为二者的碳原子排列方式不同，则二者的物理性质差异较大，故选项解释正确； 故选：B。

答案C 【详解】A、物质分为混合物和纯净物，混合物由多种物质组成，纯净物由一种物质组成，纯净物分为单质与化合物，由同种元素组成的纯净物，属于单质，由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，故氧化物属于化合物，化合物属于纯净物，图示模型正确； B、宏观上物质是由元素组成的，分子、原子、离子是构成物质的微观粒子，图示模型正确； C、物质与氧气发生的反应，属于氧化反应，由两种或两种以上物质反应生成一种物质，符合“多变一”的特点，属于化合反应，氧化反应中有的属于化合反应，有的不属于化合反应；化合反应中有的属于氧化反应，有的不属于氧化反应，氧化反应和化合反应属于交叉关系，图示模型错误； D、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，入水口在下方，出水口在上方，这样做的优点是难溶固体不会沉积在活性炭表面，同时使除去异味和不溶性物质的效果更好，图示模型正确； 故选：C。

答案(1)洗菜水浇花 (2)不准确 (3)活性炭 【详解】（1）生活中节约用水的方法：洗菜水浇花等。 （2）不是水分子的相对分子质量是18，而是水的相对分子质量是18，所以不准确。 （3）活性炭疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中色素和异味，所以简易净水器中放入活性炭吸附水中色素和异味。

答案(1)C (2)D (3)A 【详解】（1）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用作不同用途的电光源，故填：C； （2）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附异味，可用作冰箱除味剂，故填：D； （3）氮气化学性质稳定，可作保护气，可填充于食品包装中用于防腐，故填：A。

答案(1) 净化 色素及异味 (2)好转 (3)CAB (4)加强长江沿岸工业废水和生活污水的治理，确保达标排放 【详解】（1）图1中，水厂没有直接从水库中取水，而是在岸边另建取水口取水，这是利用了泥土对水的净化作用； 活性炭吸附池的作用是除去水中的色素及异味； （2）水质从“优”到“劣”分为Ⅰ—Ⅴ类，则由图2可知，近年来该河流的水质明显呈好转趋势； （3）如图3自制净水器，从上至下，放置三种物质的正确顺序是小卵石、石英砂、活性炭，即CAB； （4）为母亲河——长江，写一条环保建议或措施：加强长江沿岸工业废水和生活污水的治理，确保达标排放。

答案(1) (2) 【详解】 （1）木炭完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为:。 （2）硫和氧气点燃生成二氧化硫，化学方程式是：。

答案(1)稳定 (2)不完全 (3)2 (4)PbS + 4H2O2=PbSO4 + 4H2O 【详解】（1）由于墨汁中的炭黑的主要成分碳在常温下化学性质稳定，所以水墨画能长时间保存。故填：稳定。 （2）由于松木不完全燃烧生成炭黑可用于制墨。所以“立窑烧烟法”利用了松木的不完全燃烧。。故填：不完全。 （3）石青中铜元素为+2价，氧元素为－2价，氢元素为+1价，碳元素为+4价，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，可求出：x=2。故填：2。 （4）根据题意可知，H2O2 与PbS反应生成PbSO4和水。化学方程式为PbS + 4H2O2=PbSO4 + 4H2O。故填：PbS + 4H2O2=PbSO4 + 4H2O。

答案(1) 吸附沉降 活性炭 化学变化 蒸馏 (2) 负 5 氢元素、氧元素 【详解】（1）净水时，先加入适量的明矾或三氯化铁，是因为明矾或三氯化铁溶于水生成具有吸附性的物质，以吸附沉降水中悬浮的杂质； 静置后过滤，然后加入活性炭，利用其吸附性除去异味； 最后杀菌消毒，此过程细菌病毒失活，有新物质生成，属于化学变化； 蒸馏是净化程度最高的操作，故化学实验室要制备更纯净的水，可用蒸馏的方法； （2）水在通电的条件下生成了氢气和氧气，反应的符号表达式是； 如图是电解水的简易装置，根据正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氢气和氧气的体积比约为2:1可知，其中与a相连的试管收集的气体较多，是氢气，则a是电源的负极； 若得到10mL氢气，则同时得到5mL氧气； 电解水实验说明，水是由氢元素和氧元素组成的。

答案(1)集中火焰，提高温度 (2) 黑色固体逐渐变红 (3) 将导管从澄清石灰水中撤出 将硬质玻璃管内的粉末倒出 还原 【详解】（1）酒精灯加灯罩的目的集中火焰，提高温度，故填：集中火焰，提高温度； （2）碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为，加热一段时间后，试管①中观察到的现象是黑色固体逐渐变红，故填：黑色固体逐渐变红；； （3）停止加热时，应先将导管从澄清石灰水中撤出，待试管冷却后再将硬质玻璃管内的粉末倒出，目的是防止灼热的铜被氧化，该实验证明了木炭具有还原性，故填：将导管从澄清石灰水中撤出；将硬质玻璃管内的粉末倒出；还原。