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1.(科技成果)新型纳米材料石墨烯可以帮助科学家实现修建“太空天梯”的设想。请根据下列图示回答问题。
A B
D E
(1)B、C、D三种碳单质中,由分子构成的单质是
(2)图中E是石墨烯,它是由碳原子构成的单质,请推测石墨烯可能具有的一条化学性质:
A B
D E(1)B、C、D三种碳单质中,由分子构成的单质是
D
(填字母),B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同
。(2)图中E是石墨烯,它是由碳原子构成的单质,请推测石墨烯可能具有的一条化学性质:
可燃性(合理即可)
。答案
1.(1)D 碳原子的排列方式不同
(2)可燃性(合理即可)
解析:(1)B表示金刚石,C表示石墨,D表示C₆₀,金刚石和石墨均是由碳原子构成的,C₆₀是由C₆₀分子构成的,B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同。(2)石墨烯是由碳原子构成的单质,碳单质具有可燃性等化学性质。
(2)可燃性(合理即可)
解析:(1)B表示金刚石,C表示石墨,D表示C₆₀,金刚石和石墨均是由碳原子构成的,C₆₀是由C₆₀分子构成的,B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同。(2)石墨烯是由碳原子构成的单质,碳单质具有可燃性等化学性质。
解析
【分析】
首先明确各图示对应的物质：A为碳原子结构示意图，B是金刚石，C是石墨，D是C₆₀，E是石墨烯。第(1)问需判断三种碳单质的构成微粒，再分析物理性质差异的原因；第(2)问根据石墨烯是碳单质，结合碳单质的化学性质推测其性质。
【解析】
(1) 观察图示可知，B是金刚石，由碳原子直接构成；C是石墨，由碳原子直接构成；D是C₆₀，由C₆₀分子构成，因此由分子构成的单质是D。金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，导致二者物理性质差异较大。
(2) 石墨烯是由碳原子构成的单质，碳单质具有可燃性、还原性等化学性质，因此石墨烯可能具有可燃性（合理即可）。
【答案】
(1) D；碳原子的排列方式不同
(2) 可燃性（合理即可）
【知识点】
碳单质的构成；碳单质的结构与性质关系
【点评】
本题考查常见碳单质的构成、结构与性质的关系，属于基础知识点，难度不大，需准确掌握金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的特点。
【难度系数】
0.8
首先明确各图示对应的物质：A为碳原子结构示意图，B是金刚石，C是石墨，D是C₆₀，E是石墨烯。第(1)问需判断三种碳单质的构成微粒，再分析物理性质差异的原因；第(2)问根据石墨烯是碳单质，结合碳单质的化学性质推测其性质。
【解析】
(1) 观察图示可知，B是金刚石，由碳原子直接构成；C是石墨，由碳原子直接构成；D是C₆₀，由C₆₀分子构成，因此由分子构成的单质是D。金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，导致二者物理性质差异较大。
(2) 石墨烯是由碳原子构成的单质，碳单质具有可燃性、还原性等化学性质，因此石墨烯可能具有可燃性（合理即可）。
【答案】
(1) D；碳原子的排列方式不同
(2) 可燃性（合理即可）
【知识点】
碳单质的构成；碳单质的结构与性质关系
【点评】
本题考查常见碳单质的构成、结构与性质的关系，属于基础知识点，难度不大，需准确掌握金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的特点。
【难度系数】
0.8
2.微型实验可节约试剂,节省时间,操作安全,污染少。如图用Y形试管和Y形导管完成以下实验。
实验一:按装置A、B、C进行实验。
(1)装置A中Y形试管左侧管中加入无色酚酞溶液,右侧管中加入浓氨水,一段时间后,可观察到的现象是
(2)装置B中Y形导管平放于实验台上,实验中可观察到
(3)若把Y形导管固定在铁架台上(如装置C),a管位于上方,b管位于下方,可观察到b管中试纸变色比a管中明显,请解释原因:
实验二:按装置D进行实验。
(4)用酒精喷灯加热装置D左侧管内的固体,观察到黑色固体变成红色,右侧管内澄清石灰水变浑浊。左侧管内发生反应的化学方程式为
实验一:按装置A、B、C进行实验。
(1)装置A中Y形试管左侧管中加入无色酚酞溶液,右侧管中加入浓氨水,一段时间后,可观察到的现象是
无色酚酞溶液变红
,用分子的观点解释产生这一现象的原因:分子在不断地运动
。(2)装置B中Y形导管平放于实验台上,实验中可观察到
湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸不变色
,用化学方程式解释该现象:CO₂+H₂O=H₂CO₃
。(3)若把Y形导管固定在铁架台上(如装置C),a管位于上方,b管位于下方,可观察到b管中试纸变色比a管中明显,请解释原因:
二氧化碳的密度大于空气的密度
。实验二:按装置D进行实验。
(4)用酒精喷灯加热装置D左侧管内的固体,观察到黑色固体变成红色,右侧管内澄清石灰水变浑浊。左侧管内发生反应的化学方程式为
C+2CuO$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Cu+CO₂↑
。答案
2.(1)无色酚酞溶液变红 分子在不断地运动
(2)湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸不变色 CO₂+H₂O=H₂CO₃
(3)二氧化碳的密度大于空气的密度
(4)C+2CuO$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Cu+CO₂↑
解析:(1)装置A中Y形试管左侧管中加入无色酚酞溶液,右侧管中加入浓氨水,一段时间后,可观察到无色酚酞溶液变红。这是因为氨分子在不断地运动。(2)装置B中Y形导管平放于实验台上,实验中可观察到湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸不变色,是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸呈酸性,能使紫色石蕊变红,化学方程式为CO₂+H₂O=H₂CO₃。(3)若把Y形导管固定在铁架台上(如装置C),a管位于上方,b管位于下方,可观察到b管中试纸变色比a管中明显。这是因为二氧化碳的密度大于空气的密度。(4)用酒精喷灯加热装置D左侧管内的固体,观察到黑色固体变成红色,右侧管内澄清石灰水变浑浊,左侧管内碳与氧化铜在高温下发生反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为C+2CuO$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Cu+CO₂↑。
(2)湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸不变色 CO₂+H₂O=H₂CO₃
(3)二氧化碳的密度大于空气的密度
(4)C+2CuO$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Cu+CO₂↑
解析:(1)装置A中Y形试管左侧管中加入无色酚酞溶液,右侧管中加入浓氨水,一段时间后,可观察到无色酚酞溶液变红。这是因为氨分子在不断地运动。(2)装置B中Y形导管平放于实验台上,实验中可观察到湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸不变色,是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸呈酸性,能使紫色石蕊变红,化学方程式为CO₂+H₂O=H₂CO₃。(3)若把Y形导管固定在铁架台上(如装置C),a管位于上方,b管位于下方,可观察到b管中试纸变色比a管中明显。这是因为二氧化碳的密度大于空气的密度。(4)用酒精喷灯加热装置D左侧管内的固体,观察到黑色固体变成红色,右侧管内澄清石灰水变浑浊,左侧管内碳与氧化铜在高温下发生反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为C+2CuO$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$2Cu+CO₂↑。
解析
【分析】
本题是初中化学基础实验探究题，需结合分子的性质、二氧化碳的性质、碳的还原性等知识点逐一分析：
(1) 浓氨水具有挥发性，会挥发出氨分子，分子在不断运动，氨分子运动到左侧的无色酚酞溶液中，使酚酞遇碱性物质变红，因此观察到酚酞变红；
(2) 二氧化碳本身无酸性，不能使干燥的紫色石蕊试纸变色，但二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使湿润的紫色石蕊试纸变红，因此平放时，干燥试纸不变色，湿润试纸变红；
(3) 二氧化碳的密度比空气大，会向下沉降，因此位于下方的b管接触的二氧化碳更多，试纸变色更明显；
(4) 黑色固体变红色说明生成了铜，澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳，结合反应条件（酒精喷灯加热，即高温），可知是碳还原氧化铜的反应，据此写出化学方程式。
【解析】
(1) 浓氨水挥发出的氨分子不断运动，扩散到左侧无色酚酞溶液中，氨水呈碱性，使无色酚酞溶液变红，故现象为无色酚酞溶液变红，原因是分子在不断地运动；
(2) 二氧化碳与水反应生成碳酸（$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$），碳酸呈酸性，能使湿润的紫色石蕊试纸变红；而干燥的紫色石蕊试纸没有水，无法与二氧化碳反应生成碳酸，因此不变色，故现象为湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸不变色，化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
(3) 二氧化碳的密度大于空气，会向下聚集，因此位于下方的b管中试纸接触的二氧化碳更多，变色比a管（上方）更明显；
(4) 装置D左侧是碳和氧化铜，在高温下反应生成铜（黑色变红色）和二氧化碳，二氧化碳使右侧澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$。
【答案】
(1) 无色酚酞溶液变红；分子在不断地运动
(2) 湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸不变色；$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
(3) 二氧化碳的密度大于空气的密度
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$
【知识点】
分子的性质、二氧化碳的化学性质、碳的还原性
【点评】
本题以微型实验为载体，考查初中化学核心基础知识点，将分子运动、二氧化碳的性质、碳的还原性融入实验现象分析中，注重实验原理与现象的对应关系，题型常规，适合学生巩固基础实验知识，体现了微型实验节约试剂、操作安全的优势。
【难度系数】
0.7
本题是初中化学基础实验探究题，需结合分子的性质、二氧化碳的性质、碳的还原性等知识点逐一分析：
(1) 浓氨水具有挥发性，会挥发出氨分子，分子在不断运动，氨分子运动到左侧的无色酚酞溶液中，使酚酞遇碱性物质变红，因此观察到酚酞变红；
(2) 二氧化碳本身无酸性，不能使干燥的紫色石蕊试纸变色，但二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使湿润的紫色石蕊试纸变红，因此平放时，干燥试纸不变色，湿润试纸变红；
(3) 二氧化碳的密度比空气大，会向下沉降，因此位于下方的b管接触的二氧化碳更多，试纸变色更明显；
(4) 黑色固体变红色说明生成了铜，澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳，结合反应条件（酒精喷灯加热，即高温），可知是碳还原氧化铜的反应，据此写出化学方程式。
【解析】
(1) 浓氨水挥发出的氨分子不断运动，扩散到左侧无色酚酞溶液中，氨水呈碱性，使无色酚酞溶液变红，故现象为无色酚酞溶液变红，原因是分子在不断地运动；
(2) 二氧化碳与水反应生成碳酸（$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$），碳酸呈酸性，能使湿润的紫色石蕊试纸变红；而干燥的紫色石蕊试纸没有水，无法与二氧化碳反应生成碳酸，因此不变色，故现象为湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸不变色，化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
(3) 二氧化碳的密度大于空气，会向下聚集，因此位于下方的b管中试纸接触的二氧化碳更多，变色比a管（上方）更明显；
(4) 装置D左侧是碳和氧化铜，在高温下反应生成铜（黑色变红色）和二氧化碳，二氧化碳使右侧澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$。
【答案】
(1) 无色酚酞溶液变红；分子在不断地运动
(2) 湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸不变色；$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
(3) 二氧化碳的密度大于空气的密度
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$
【知识点】
分子的性质、二氧化碳的化学性质、碳的还原性
【点评】
本题以微型实验为载体，考查初中化学核心基础知识点，将分子运动、二氧化碳的性质、碳的还原性融入实验现象分析中，注重实验原理与现象的对应关系，题型常规，适合学生巩固基础实验知识，体现了微型实验节约试剂、操作安全的优势。
【难度系数】
0.7
