1.有一包黑色粉末,高温受热后变成红色,同时产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该黑色粉末可能是()

A.$\ce{MnO_{2}}$和$\ce{C}$
B.$\ce{Fe_{3}O_{4}}$和$\ce{C}$
C.$\ce{CuO}$和$\ce{C}$
D.$\ce{CuO}$

1.C

【分析】
首先根据题目中的两个关键现象：①黑色粉末高温受热后变为红色固体；②产生能使澄清石灰水变浑浊的气体（该气体为CO₂）。初中化学中常见的红色固体为铜（Cu），需找到能生成Cu和CO₂的黑色粉末组合，逐一排除不符合的选项即可。
【解析】
能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO₂，黑色粉末高温后变红，说明生成了红色的铜（Cu）。逐一分析选项：
A. $\ce{MnO_{2}}$和$\ce{C}$：高温反应生成Mn（银白色金属）和$\ce{CO_{2}}$，无红色固体生成，不符合；
B. $\ce{Fe_{3}O_{4}}$和$\ce{C}$：高温反应生成Fe（黑色铁粉）和$\ce{CO_{2}}$，无红色固体生成，不符合；
C. $\ce{CuO}$和$\ce{C}$：高温下发生反应$\ce{2CuO + C\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，产物Cu为红色固体，$\ce{CO_{2}}$能使澄清石灰水变浑浊，完全符合题目现象；
D. $\ce{CuO}$：高温下不发生分解反应，不会生成红色固体和$\ce{CO_{2}}$，不符合。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
碳的还原性、金属氧化物的还原反应
【点评】
本题考查碳还原金属氧化物的反应现象，需牢记常见物质的颜色及反应产物，属于初中化学基础题型，难度不大。
【难度系数】
0.7

2. 在探究木炭与CuO的反应时，同学们完成了下图所示的实验。请完成下列习题。

(1)实验过程中同学们发现澄清石灰水，请写出C与CuO反应的化学方程式：。
(2)实验结束时，应(填序号)。
①先撤出导管，再熄灭酒精灯 ②先熄灭酒精灯，再撤出导管
(3)老师建议将超细木炭粉末与氧化铜粉末充分混合后再进行实验，理由是。
(4)进入试管B中的气体，除二氧化碳外，还可能有CO，原因是(用化学方程式回答)。
(5)实验结束时，取出试管内的物质，发现实验中生成的红色物质再次变黑，其原因可能是。

2.(1)变浑浊 $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$
(2)①
(3)增大反应物间的接触面，使反应更快更充分
(4)$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}$(合理即可)
(5)没有等试管冷却就取出试管内的物质，导致生成的铜在较高的温度下与氧气发生了反应(合理即可)

【分析】
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合实验原理、操作注意事项、反应物接触面积对反应的影响、碳的氧化物的性质等知识点逐一分析：
1. 木炭还原氧化铜生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，据此回答现象和化学方程式；
2. 实验结束时若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，会导致石灰水倒吸，需先撤导管再灭酒精灯；
3. 反应物接触面积越大，反应越充分，超细粉末能增大接触面积；
4. 高温下过量的碳会与生成的二氧化碳反应生成一氧化碳；
5. 热的铜能与空气中的氧气反应重新生成氧化铜，若未冷却就取出物质会导致此现象。
【解析】
(1) 木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳进入试管B中，使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$；
(2) 实验结束时，若先熄灭酒精灯，试管内温度骤降，压强减小，会导致澄清石灰水倒吸入热的试管A，使试管炸裂，因此应先撤出导管，再熄灭酒精灯，选①；
(3) 将超细木炭粉末与氧化铜粉末充分混合，能增大反应物之间的接触面积，使反应更快、更充分；
(4) 反应中碳过量时，生成的二氧化碳会与碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}$；
(5) 实验结束后，若未等试管冷却就取出试管内的物质，生成的热的铜会与空气中的氧气在高温下反应，重新生成黑色的氧化铜，导致红色物质变黑。
【答案】
(1) 变浑浊；$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$
(2) ①
(3) 增大反应物间的接触面，使反应更快更充分
(4) $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}$
(5) 没有等试管冷却就取出试管内的物质，导致生成的铜在较高的温度下与氧气发生了反应
【知识点】
碳的还原性；化学方程式书写；实验操作注意事项
【点评】
本题考查木炭还原氧化铜实验的核心知识点，涵盖实验现象、操作规范、反应原理等，是初中化学的重点实验题型，需学生掌握实验细节和相关反应规律。
【难度系数】
0.6

3.实践活动：
(1)查阅资料，了解除了课本中提到的碳单质，还有哪些不同结构的碳单质。
(2)点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方(见右图)。过一会儿，你将在碟子底部收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明了什么？

解：
(1) 除课本提及的金刚石、石墨、C₆₀外，不同结构的碳单质还有石墨烯、碳纳米管、C₇₀、C₅₀等。
(2) 该实验说明蜡烛的组成中含有碳元素，同时证明含碳可燃物在氧气不充足的条件下发生不完全燃烧，会生成炭黑（碳单质）。

【分析】
本题分为两小问，第(1)问需拓展了解除常见碳单质外的其他碳单质种类；第(2)问需结合蜡烛燃烧的实验现象，从物质组成和燃烧条件的角度分析实验结论，核心是利用质量守恒定律和含碳可燃物的燃烧特点解题。
【解析】
(1) 课本中常见碳单质为金刚石、石墨、C₆₀，除此之外，还有石墨烯、碳纳米管、C₇₀、C₅₀等不同结构的碳单质。
(2) 蜡烛是含碳的可燃物，当冷碟子放在蜡烛火焰上方时，火焰区域氧气不充足，蜡烛发生不完全燃烧，生成炭黑（碳单质）。该实验既说明蜡烛的组成中含有碳元素，也证明含碳可燃物在氧气不充足时会发生不完全燃烧，生成碳单质。
【答案】
(1) 除课本提及的金刚石、石墨、C₆₀外，不同结构的碳单质还有石墨烯、碳纳米管、C₇₀、C₅₀等；(2) 蜡烛的组成中含有碳元素，含碳可燃物在氧气不充足的条件下发生不完全燃烧，会生成炭黑（碳单质）。
【知识点】
碳单质的种类、含碳可燃物的不完全燃烧
【点评】
本题结合实践活动，将碳单质知识与燃烧实验结合，既考查基础知识点，又培养实验分析能力，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.5