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1.《庐山图》绘制了九江庐山的壮丽景色，是一幅泼墨泼彩图。用墨绘制的国画千百年都不易褪色，主要是因为墨中的碳()
A.有吸附性
B.难溶于水
C.有可燃性
D.常温下化学性质不活泼
A.有吸附性
B.难溶于水
C.有可燃性
D.常温下化学性质不活泼
答案
D
解析
【分析】本题考查碳单质的性质应用，解题思路是：首先明确题目核心是探究用墨（含碳）绘制的国画不易褪色的原因，需结合碳的不同性质逐一分析选项，排除与“不易褪色”无关的性质，确定正确答案。
【解析】墨的主要成分是碳单质，碳在常温下化学性质不活泼，很难与空气中的氧气、水分等物质发生化学反应，因此用墨绘制的国画能长时间保持颜色不褪色。对各选项分析如下：A选项，碳的吸附性是指能吸附色素、异味等，与国画不褪色无直接关联，错误；B选项，碳难溶于水不是国画不易褪色的主要原因，错误；C选项，碳的可燃性是指碳能燃烧，与国画保存时间无关，错误；D选项，常温下碳的化学性质不活泼，是国画不易褪色的主要原因，正确。
【答案】D
【知识点】碳的化学性质、单质碳的性质
【点评】本题为碳单质性质的基础应用题，侧重考查学生对碳常温下稳定性这一核心知识点的掌握，难度较低，属于易得分题。
【难度系数】0.8
【解析】墨的主要成分是碳单质，碳在常温下化学性质不活泼，很难与空气中的氧气、水分等物质发生化学反应，因此用墨绘制的国画能长时间保持颜色不褪色。对各选项分析如下：A选项，碳的吸附性是指能吸附色素、异味等，与国画不褪色无直接关联，错误；B选项，碳难溶于水不是国画不易褪色的主要原因，错误；C选项，碳的可燃性是指碳能燃烧，与国画保存时间无关，错误；D选项，常温下碳的化学性质不活泼，是国画不易褪色的主要原因，正确。
【答案】D
【知识点】碳的化学性质、单质碳的性质
【点评】本题为碳单质性质的基础应用题，侧重考查学生对碳常温下稳定性这一核心知识点的掌握，难度较低，属于易得分题。
【难度系数】0.8
2.下列物质中,有一种物质能与其他三种物质发生反应,它是()
A.二氧化碳
B.焦炭
C.氧气
D.氧化铜
A.二氧化碳
B.焦炭
C.氧气
D.氧化铜
答案
B
解析
【分析】
要找出能与其他三种物质都发生反应的物质，需逐一分析各选项物质的反应特性：先明确各物质的常见反应，再判断是否能与另外三种物质反应。选项A二氧化碳仅能与焦炭反应，无法与氧气、氧化铜反应；选项B焦炭（主要成分为碳单质），碳单质可分别与二氧化碳、氧气、氧化铜发生反应；选项C氧气仅能与焦炭反应，无法与二氧化碳、氧化铜反应；选项D氧化铜仅能与焦炭反应，无法与二氧化碳、氧气反应。由此可确定符合条件的物质。
【解析】
逐一验证各选项物质的反应能力：
1. 选项A（二氧化碳）：仅与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，与氧气、氧化铜均不反应，不符合要求；
2. 选项B（焦炭，主要成分为碳）：①与二氧化碳高温反应：$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}$；②与氧气点燃反应：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$；③与氧化铜高温反应：$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，能与其他三种物质反应，符合要求；
3. 选项C（氧气）：仅与焦炭反应，与二氧化碳、氧化铜均不反应，不符合要求；
4. 选项D（氧化铜）：仅与焦炭在高温下反应被还原为铜，与二氧化碳、氧气均不反应，不符合要求。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
碳的化学性质、化学反应判断
【点评】
本题考查碳单质的化学性质，通过物质间的反应关系筛选符合条件的物质，属于初中化学基础题型，需掌握常见碳的反应规律即可解答。
【难度系数】
0.5
要找出能与其他三种物质都发生反应的物质，需逐一分析各选项物质的反应特性：先明确各物质的常见反应，再判断是否能与另外三种物质反应。选项A二氧化碳仅能与焦炭反应，无法与氧气、氧化铜反应；选项B焦炭（主要成分为碳单质），碳单质可分别与二氧化碳、氧气、氧化铜发生反应；选项C氧气仅能与焦炭反应，无法与二氧化碳、氧化铜反应；选项D氧化铜仅能与焦炭反应，无法与二氧化碳、氧气反应。由此可确定符合条件的物质。
【解析】
逐一验证各选项物质的反应能力：
1. 选项A（二氧化碳）：仅与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，与氧气、氧化铜均不反应，不符合要求；
2. 选项B（焦炭，主要成分为碳）：①与二氧化碳高温反应：$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}$；②与氧气点燃反应：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$；③与氧化铜高温反应：$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，能与其他三种物质反应，符合要求；
3. 选项C（氧气）：仅与焦炭反应，与二氧化碳、氧化铜均不反应，不符合要求；
4. 选项D（氧化铜）：仅与焦炭在高温下反应被还原为铜，与二氧化碳、氧气均不反应，不符合要求。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
碳的化学性质、化学反应判断
【点评】
本题考查碳单质的化学性质，通过物质间的反应关系筛选符合条件的物质，属于初中化学基础题型，需掌握常见碳的反应规律即可解答。
【难度系数】
0.5
3.“碳海绵”曾是已知最轻的固体材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有疏松多孔结构。关于“碳海绵”的说法错误的是（）
A.易溶于水
B.是灰黑色固体
C.有吸附作用
D.燃烧产生$\ce{CO_{2}}$
A.易溶于水
B.是灰黑色固体
C.有吸附作用
D.燃烧产生$\ce{CO_{2}}$
答案
A
解析
【分析】
解题时需先明确“碳海绵”的组成（碳单质）和结构（疏松多孔），再结合碳单质的物理性质、化学性质，逐一分析各选项的正误，找出说法错误的选项。
【解析】
A选项：碳单质通常难溶于水，“碳海绵”主要成分为碳单质，因此不易溶于水，该说法错误；
B选项：石墨烯、碳纳米管属于碳单质，类似石墨的物理性质，石墨为灰黑色固体，故“碳海绵”可能是灰黑色固体，该说法正确；
C选项：“碳海绵”具有疏松多孔结构，疏松多孔的结构使其具备吸附作用，该说法正确；
D选项：碳单质完全燃烧生成二氧化碳，因此“碳海绵”燃烧会产生CO₂，该说法正确。
综上，说法错误的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
碳单质的性质、物质结构与性质的关系
【点评】
本题结合“碳海绵”的组成和结构，考查碳单质的基本性质，属于基础题型，需学生掌握碳单质的物理、化学性质，通过分析结构与性质的关联即可解题。
【难度系数】
0.7
解题时需先明确“碳海绵”的组成（碳单质）和结构（疏松多孔），再结合碳单质的物理性质、化学性质，逐一分析各选项的正误，找出说法错误的选项。
【解析】
A选项：碳单质通常难溶于水，“碳海绵”主要成分为碳单质，因此不易溶于水，该说法错误；
B选项：石墨烯、碳纳米管属于碳单质，类似石墨的物理性质，石墨为灰黑色固体，故“碳海绵”可能是灰黑色固体，该说法正确；
C选项：“碳海绵”具有疏松多孔结构，疏松多孔的结构使其具备吸附作用，该说法正确；
D选项：碳单质完全燃烧生成二氧化碳，因此“碳海绵”燃烧会产生CO₂，该说法正确。
综上，说法错误的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
碳单质的性质、物质结构与性质的关系
【点评】
本题结合“碳海绵”的组成和结构，考查碳单质的基本性质，属于基础题型，需学生掌握碳单质的物理、化学性质，通过分析结构与性质的关联即可解题。
【难度系数】
0.7
4.东汉《周易参同契》中记载：“胡粉投火中，色坏还为铅”，该反应过程的主要原理之一是$2PbO + C \stackrel{高温}{=\!=\!=} 2Pb + X$。下列有关说法错误的是()
A.X为$\ce{CO_{2}}$
B.反应中PbO发生了氧化反应
C.反应后碳元素的化合价升高
D.反应前后各原子的质量不变
A.X为$\ce{CO_{2}}$
B.反应中PbO发生了氧化反应
C.反应后碳元素的化合价升高
D.反应前后各原子的质量不变
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，需分步骤分析：首先根据质量守恒定律确定未知物X的化学式，再逐一判断各选项的正误，涉及氧化还原反应、化合价变化、质量守恒等知识点。具体思路：1. 利用反应前后原子种类和数目不变，计算X的化学式；2. 分析PbO中Pb元素的化合价变化，判断其发生的反应类型；3. 分析碳元素化合价的变化；4. 结合质量守恒定律判断原子质量的变化。
【解析】
1. 确定X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变。反应前：Pb原子2个，O原子2个，C原子1个；反应后：Pb原子2个，因此X中含1个C原子和2个O原子，即X为$\ce{CO_{2}}$，故A选项正确。
2. 判断PbO的反应类型：$\ce{PbO}$中Pb元素化合价为+2价，反应后生成的Pb单质中Pb化合价为0价，化合价降低，发生的是还原反应，而非氧化反应，故B选项错误。
3. 分析碳元素化合价变化：反应物中C为单质，化合价为0价；生成物$\ce{CO_{2}}$中C元素化合价为+4价，反应后碳元素化合价升高，故C选项正确。
4. 质量守恒的应用：根据质量守恒定律，反应前后各原子的种类、数目、质量均不变，故D选项正确。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、氧化还原反应、化合价计算
【点评】
本题围绕“胡粉投火中，色坏还为铅”的反应原理，考查基础化学概念的应用，涉及原子守恒、氧化反应与还原反应的判断、化合价变化、质量守恒等核心知识点，属于化学基础题，需学生准确掌握相关概念即可解答。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需分步骤分析：首先根据质量守恒定律确定未知物X的化学式，再逐一判断各选项的正误，涉及氧化还原反应、化合价变化、质量守恒等知识点。具体思路：1. 利用反应前后原子种类和数目不变，计算X的化学式；2. 分析PbO中Pb元素的化合价变化，判断其发生的反应类型；3. 分析碳元素化合价的变化；4. 结合质量守恒定律判断原子质量的变化。
【解析】
1. 确定X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变。反应前：Pb原子2个，O原子2个，C原子1个；反应后：Pb原子2个，因此X中含1个C原子和2个O原子，即X为$\ce{CO_{2}}$，故A选项正确。
2. 判断PbO的反应类型：$\ce{PbO}$中Pb元素化合价为+2价，反应后生成的Pb单质中Pb化合价为0价，化合价降低，发生的是还原反应，而非氧化反应，故B选项错误。
3. 分析碳元素化合价变化：反应物中C为单质，化合价为0价；生成物$\ce{CO_{2}}$中C元素化合价为+4价，反应后碳元素化合价升高，故C选项正确。
4. 质量守恒的应用：根据质量守恒定律，反应前后各原子的种类、数目、质量均不变，故D选项正确。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、氧化还原反应、化合价计算
【点评】
本题围绕“胡粉投火中，色坏还为铅”的反应原理，考查基础化学概念的应用，涉及原子守恒、氧化反应与还原反应的判断、化合价变化、质量守恒等核心知识点，属于化学基础题，需学生准确掌握相关概念即可解答。
【难度系数】
0.6
5.下列碳单质的用途中，利用了碳的化学性质的是()
①制电极 ②制滤毒剂 ③制作固体润滑剂 ④作燃料 ⑤制作装饰品
⑥冶炼金属 ⑦制铅笔芯
A.①②③④
B.⑤⑥⑦
C.①③⑤⑦
D.④⑥
①制电极 ②制滤毒剂 ③制作固体润滑剂 ④作燃料 ⑤制作装饰品
⑥冶炼金属 ⑦制铅笔芯
A.①②③④
B.⑤⑥⑦
C.①③⑤⑦
D.④⑥
答案
D
解析
【分析】
首先明确物理性质与化学性质的核心区别：物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，如导电性、吸附性、润滑性、硬度、光泽等；化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、还原性等。接下来逐一分析各用途对应的性质类型：①制电极利用导电性（物理性质）；②制滤毒剂利用吸附性（物理性质）；③制固体润滑剂利用滑腻感（物理性质）；④作燃料利用可燃性（化学性质）；⑤制作装饰品利用光泽（物理性质）；⑥冶炼金属利用还原性（化学性质）；⑦制铅笔芯利用硬度小（物理性质）。由此可确定利用碳的化学性质的用途。
【解析】
判断碳单质的用途是否利用其化学性质，需依据性质的定义区分：
1. 物理性质类用途：①制电极（导电性）、②制滤毒剂（吸附性）、③制润滑剂（润滑性）、⑤作装饰品（光泽）、⑦制铅笔芯（硬度小），这些性质均不需要发生化学变化就能体现，属于物理性质；
2. 化学性质类用途：④作燃料利用碳的可燃性（燃烧为化学变化），⑥冶炼金属利用碳的还原性（还原金属氧化物为化学变化），这些性质需通过化学变化体现，属于化学性质。
综上，利用碳的化学性质的是④⑥，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
碳的化学性质、物理性质与化学性质的区别
【点评】
本题考查碳的性质与用途的对应关系，核心是区分物理性质和化学性质的概念，属于化学基础概念的应用，难度较低，学生易掌握。
【难度系数】
0.7
首先明确物理性质与化学性质的核心区别：物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，如导电性、吸附性、润滑性、硬度、光泽等；化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、还原性等。接下来逐一分析各用途对应的性质类型：①制电极利用导电性（物理性质）；②制滤毒剂利用吸附性（物理性质）；③制固体润滑剂利用滑腻感（物理性质）；④作燃料利用可燃性（化学性质）；⑤制作装饰品利用光泽（物理性质）；⑥冶炼金属利用还原性（化学性质）；⑦制铅笔芯利用硬度小（物理性质）。由此可确定利用碳的化学性质的用途。
【解析】
判断碳单质的用途是否利用其化学性质，需依据性质的定义区分：
1. 物理性质类用途：①制电极（导电性）、②制滤毒剂（吸附性）、③制润滑剂（润滑性）、⑤作装饰品（光泽）、⑦制铅笔芯（硬度小），这些性质均不需要发生化学变化就能体现，属于物理性质；
2. 化学性质类用途：④作燃料利用碳的可燃性（燃烧为化学变化），⑥冶炼金属利用碳的还原性（还原金属氧化物为化学变化），这些性质需通过化学变化体现，属于化学性质。
综上，利用碳的化学性质的是④⑥，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
碳的化学性质、物理性质与化学性质的区别
【点评】
本题考查碳的性质与用途的对应关系，核心是区分物理性质和化学性质的概念，属于化学基础概念的应用，难度较低，学生易掌握。
【难度系数】
0.7
6.对相应事实的解释正确的是()
答案
解：
逐一分析各选项：
1. 选项A：木炭在氧气不足时不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳，开窗通风可促进空气流通，避免一氧化碳在室内积聚，能有效防止一氧化碳中毒，事实与解释对应正确。
2. 选项B：石墨可用于制作电池电极材料，利用的是石墨优良的导电性，与石墨质地很软的性质无关，解释错误。
3. 选项C：焦炭用于炼铁，是利用焦炭的还原性，将铁从它的氧化物矿石里还原出来，并非氧化出来，解释错误。
4. 选项D：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能够吸附糖中的色素，因此可在制糖工业中用于脱色。
最终结论：正确选项为A；D处横线填写：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素。
逐一分析各选项：
1. 选项A：木炭在氧气不足时不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳，开窗通风可促进空气流通，避免一氧化碳在室内积聚，能有效防止一氧化碳中毒，事实与解释对应正确。
2. 选项B：石墨可用于制作电池电极材料，利用的是石墨优良的导电性，与石墨质地很软的性质无关，解释错误。
3. 选项C：焦炭用于炼铁，是利用焦炭的还原性，将铁从它的氧化物矿石里还原出来，并非氧化出来，解释错误。
4. 选项D：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能够吸附糖中的色素，因此可在制糖工业中用于脱色。
最终结论：正确选项为A；D处横线填写：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素。
解析
【分析】
本题需逐一判断每个选项中“事实”与“解释”是否匹配，需回忆碳单质（木炭、石墨、焦炭、活性炭）的性质及用途，结合一氧化碳的毒性、炼铁原理等知识点分析：
1. 分析选项A：木炭不完全燃烧生成有毒的一氧化碳，开窗通风可避免一氧化碳积聚，对应解释是否合理；
2. 分析选项B：石墨做电极利用的性质与“软”是否相关；
3. 分析选项C：焦炭炼铁的作用是还原还是氧化铁的氧化物；
4. 分析选项D：活性炭脱色的原理是什么。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：木炭在氧气不足时不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳，开窗通风可促进空气流通，降低室内一氧化碳浓度，能防止一氧化碳中毒，事实与解释对应正确。
选项B：石墨用于制作电池电极材料，利用的是石墨优良的导电性，与石墨质地很软的性质无关，解释错误。
选项C：焦炭用于炼铁，是利用焦炭的还原性，将铁从其氧化物矿石里还原出来，并非氧化出来，解释错误。
选项D：制糖工业中用活性炭脱色，是因为活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能够吸附糖中的色素，因此D处解释为“活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素”。
【答案】
正确选项为A；D处横线填写：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素。
【知识点】
碳单质的性质与用途、一氧化碳的毒性、炼铁的原理
【点评】
本题考查碳单质的性质与用途，以及一氧化碳的毒性、炼铁的基本原理，属于基础题型，需准确区分各碳单质的性质对应用途，易错点为混淆石墨的导电性与软度、焦炭炼铁的还原作用，以及活性炭吸附性的原理。
【难度系数】
0.5
本题需逐一判断每个选项中“事实”与“解释”是否匹配，需回忆碳单质（木炭、石墨、焦炭、活性炭）的性质及用途，结合一氧化碳的毒性、炼铁原理等知识点分析：
1. 分析选项A：木炭不完全燃烧生成有毒的一氧化碳，开窗通风可避免一氧化碳积聚，对应解释是否合理；
2. 分析选项B：石墨做电极利用的性质与“软”是否相关；
3. 分析选项C：焦炭炼铁的作用是还原还是氧化铁的氧化物；
4. 分析选项D：活性炭脱色的原理是什么。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：木炭在氧气不足时不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳，开窗通风可促进空气流通，降低室内一氧化碳浓度，能防止一氧化碳中毒，事实与解释对应正确。
选项B：石墨用于制作电池电极材料，利用的是石墨优良的导电性，与石墨质地很软的性质无关，解释错误。
选项C：焦炭用于炼铁，是利用焦炭的还原性，将铁从其氧化物矿石里还原出来，并非氧化出来，解释错误。
选项D：制糖工业中用活性炭脱色，是因为活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能够吸附糖中的色素，因此D处解释为“活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素”。
【答案】
正确选项为A；D处横线填写：活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可以吸附色素。
【知识点】
碳单质的性质与用途、一氧化碳的毒性、炼铁的原理
【点评】
本题考查碳单质的性质与用途，以及一氧化碳的毒性、炼铁的基本原理，属于基础题型，需准确区分各碳单质的性质对应用途，易错点为混淆石墨的导电性与软度、焦炭炼铁的还原作用，以及活性炭吸附性的原理。
【难度系数】
0.5
7. 提升题▶用木炭还原氧化铜的实验如下图所示。
(1)酒精灯加网罩的目的是。
(2)刚开始加热,试管②中立即产生气泡,但石灰水没变浑浊,原因是。
(3)实验结束后,先撤出试管②中的导管,再停止加热,目的是；用弹簧夹夹紧乳胶管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒出,这样操作的原因是。
(4)实验中,试管①中反应的化学方程式是,试管①中可观察到的现象为。
(1)酒精灯加网罩的目的是。
(2)刚开始加热,试管②中立即产生气泡,但石灰水没变浑浊,原因是。
(3)实验结束后,先撤出试管②中的导管,再停止加热,目的是；用弹簧夹夹紧乳胶管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒出,这样操作的原因是。
(4)实验中,试管①中反应的化学方程式是,试管①中可观察到的现象为。
答案
解：
(1) 集中火焰，提高加热温度
(2) 刚开始排出的是装置内受热膨胀逸出的空气，空气中二氧化碳含量极少，无法使澄清石灰水变浑浊
(3) 防止澄清石灰水倒吸入热的试管①，使试管骤冷发生炸裂；防止生成的高温铜粉接触空气中的氧气，重新被氧化为氧化铜
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；黑色粉末逐渐变为光亮的红色
(1) 集中火焰，提高加热温度
(2) 刚开始排出的是装置内受热膨胀逸出的空气，空气中二氧化碳含量极少，无法使澄清石灰水变浑浊
(3) 防止澄清石灰水倒吸入热的试管①，使试管骤冷发生炸裂；防止生成的高温铜粉接触空气中的氧气，重新被氧化为氧化铜
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；黑色粉末逐渐变为光亮的红色
解析
【分析】
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合反应原理、实验装置作用、实验操作注意事项逐一分析：
1. 酒精灯加网罩：碳还原氧化铜需要高温条件，网罩可集中火焰减少热量散失，提升加热温度；
2. 刚开始加热的现象：装置内空气先受热膨胀逸出，此时未产生足量二氧化碳，空气中二氧化碳含量低，无法使石灰水变浑浊；
3. 实验结束的操作：先撤导管防止倒吸，避免热试管炸裂；冷却后倒出粉末防止高温铜被氧化；
4. 反应方程式与现象：碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，对应黑色粉末变红的现象。
【解析】
(1) 酒精灯加网罩，能集中火焰，减少热量散失，提高加热温度，满足碳还原氧化铜所需的高温条件；
(2) 刚开始加热时，装置内的空气受热膨胀，先从导管逸出，此时反应尚未产生大量二氧化碳，空气中二氧化碳含量极少，因此石灰水不会立即变浑浊；
(3) 先撤出导管再停止加热：若先停止加热，试管①内温度降低、压强减小，澄清石灰水会倒吸入热的试管①，热试管遇冷液体易发生炸裂；待冷却后再倒出粉末：反应生成的铜为高温状态，若接触空气中的氧气，会重新被氧化为氧化铜，因此需冷却后操作；
(4) 试管①中碳和氧化铜在高温下反应，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；反应中黑色的氧化铜和碳转化为红色的铜，因此观察到黑色粉末逐渐变为光亮的红色。
【答案】
(1) 集中火焰，提高加热温度
(2) 刚开始排出的是装置内受热膨胀逸出的空气，空气中二氧化碳含量极少，无法使澄清石灰水变浑浊
(3) 防止澄清石灰水倒吸入热的试管①，使试管骤冷发生炸裂；防止生成的高温铜粉接触空气中的氧气，重新被氧化为氧化铜
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；黑色粉末逐渐变为光亮的红色
【知识点】
碳的还原性、化学实验基本操作、化学方程式书写
【点评】
本题为碳还原氧化铜的经典实验题，全面考察实验装置设计意图、操作注意事项、反应原理及现象，需学生熟练掌握实验细节，属于提升类题目，能有效检验学生对实验知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合反应原理、实验装置作用、实验操作注意事项逐一分析：
1. 酒精灯加网罩：碳还原氧化铜需要高温条件，网罩可集中火焰减少热量散失，提升加热温度；
2. 刚开始加热的现象：装置内空气先受热膨胀逸出，此时未产生足量二氧化碳，空气中二氧化碳含量低，无法使石灰水变浑浊；
3. 实验结束的操作：先撤导管防止倒吸，避免热试管炸裂；冷却后倒出粉末防止高温铜被氧化；
4. 反应方程式与现象：碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，对应黑色粉末变红的现象。
【解析】
(1) 酒精灯加网罩，能集中火焰，减少热量散失，提高加热温度，满足碳还原氧化铜所需的高温条件；
(2) 刚开始加热时，装置内的空气受热膨胀，先从导管逸出，此时反应尚未产生大量二氧化碳，空气中二氧化碳含量极少，因此石灰水不会立即变浑浊；
(3) 先撤出导管再停止加热：若先停止加热，试管①内温度降低、压强减小，澄清石灰水会倒吸入热的试管①，热试管遇冷液体易发生炸裂；待冷却后再倒出粉末：反应生成的铜为高温状态，若接触空气中的氧气，会重新被氧化为氧化铜，因此需冷却后操作；
(4) 试管①中碳和氧化铜在高温下反应，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；反应中黑色的氧化铜和碳转化为红色的铜，因此观察到黑色粉末逐渐变为光亮的红色。
【答案】
(1) 集中火焰，提高加热温度
(2) 刚开始排出的是装置内受热膨胀逸出的空气，空气中二氧化碳含量极少，无法使澄清石灰水变浑浊
(3) 防止澄清石灰水倒吸入热的试管①，使试管骤冷发生炸裂；防止生成的高温铜粉接触空气中的氧气，重新被氧化为氧化铜
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow }$；黑色粉末逐渐变为光亮的红色
【知识点】
碳的还原性、化学实验基本操作、化学方程式书写
【点评】
本题为碳还原氧化铜的经典实验题，全面考察实验装置设计意图、操作注意事项、反应原理及现象，需学生熟练掌握实验细节，属于提升类题目，能有效检验学生对实验知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
