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4.碳海绵是一种密度特别小的新型固体材料，其结构类似于海绵，其主要成分是石墨烯和碳纳米管两种碳单质，是一种良好的绝缘材料。下列关于碳海绵性质的推测正确的是（
A.碳海绵常温下化学性质非常活泼
B.碳海绵能导电
C.碳海绵硬度大
D.一定条件下可还原氧化铜
D
）。A.碳海绵常温下化学性质非常活泼
B.碳海绵能导电
C.碳海绵硬度大
D.一定条件下可还原氧化铜
答案
4.D
解析
【分析】
要判断碳海绵的性质，需结合碳单质的基本性质及题目给出的碳海绵信息（成分是碳单质、绝缘材料、结构类似海绵），逐一分析选项即可得出结论。
【解析】
A选项：碳单质常温下化学性质稳定，并非非常活泼，故A错误；
B选项：题目明确说明碳海绵是良好的绝缘材料，说明其不能导电，故B错误；
C选项：碳海绵结构类似海绵，海绵质地柔软，可推测其硬度小，故C错误；
D选项：碳单质具有还原性，在一定条件下可还原氧化铜，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的化学性质、物质的物理性质
【点评】
本题结合新型材料考查碳单质的核心性质，需学生掌握碳单质的稳定性、还原性，同时结合题目信息判断物理性质，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
要判断碳海绵的性质，需结合碳单质的基本性质及题目给出的碳海绵信息（成分是碳单质、绝缘材料、结构类似海绵），逐一分析选项即可得出结论。
【解析】
A选项：碳单质常温下化学性质稳定，并非非常活泼，故A错误；
B选项：题目明确说明碳海绵是良好的绝缘材料，说明其不能导电，故B错误；
C选项：碳海绵结构类似海绵，海绵质地柔软，可推测其硬度小，故C错误；
D选项：碳单质具有还原性，在一定条件下可还原氧化铜，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的化学性质、物质的物理性质
【点评】
本题结合新型材料考查碳单质的核心性质，需学生掌握碳单质的稳定性、还原性，同时结合题目信息判断物理性质，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
5.由石墨烯制成的功能半导体的问世，为半导体产业的发展打开了新的大门。石墨烯是由碳元素组成的单质，具有导电性，其结构与单层石墨相同，下列关于石墨烯的说法不正确的是（
A.一定条件下可以燃烧
B.常温下化学性质不活泼
C.可作电极材料
D.与$\ce{C_{60}}$结构相同
D
）。A.一定条件下可以燃烧
B.常温下化学性质不活泼
C.可作电极材料
D.与$\ce{C_{60}}$结构相同
答案
5.D
解析
【分析】首先明确石墨烯是由碳元素组成的单质，结构与单层石墨相同，且具有导电性。逐一分析各选项：A选项，碳单质具有可燃性，一定条件下可与氧气反应燃烧；B选项，碳单质常温下化学性质稳定；C选项，石墨烯有导电性，可用于电极材料；D选项，C₆₀是足球状结构，与单层石墨（石墨烯）结构不同。由此判断不正确的选项。
【解析】根据题干信息，石墨烯是碳元素组成的单质，结构与单层石墨相同，具有导电性。A：碳单质在一定条件下可燃烧，A说法正确；B：碳单质常温下化学性质不活泼，石墨烯符合该性质，B说法正确；C：石墨烯有导电性，可作电极材料，C说法正确；D：C₆₀的结构为足球形，与石墨烯（单层石墨结构）不同，D说法错误，故本题选D。
【答案】D
【知识点】碳单质的性质、物质的结构与性质
【点评】本题考查常见碳单质的结构与性质，需区分石墨烯、石墨、C₆₀的结构差异，掌握碳单质的基本性质即可解答，属于基础题。
【难度系数】0.8
【解析】根据题干信息，石墨烯是碳元素组成的单质，结构与单层石墨相同，具有导电性。A：碳单质在一定条件下可燃烧，A说法正确；B：碳单质常温下化学性质不活泼，石墨烯符合该性质，B说法正确；C：石墨烯有导电性，可作电极材料，C说法正确；D：C₆₀的结构为足球形，与石墨烯（单层石墨结构）不同，D说法错误，故本题选D。
【答案】D
【知识点】碳单质的性质、物质的结构与性质
【点评】本题考查常见碳单质的结构与性质，需区分石墨烯、石墨、C₆₀的结构差异，掌握碳单质的基本性质即可解答，属于基础题。
【难度系数】0.8
6.（选做题）化学兴趣小组同学利用图1装置对木炭还原氧化铜产物进行探究。
查阅资料：
氧元素通常显－2价，铜元素有＋1、＋2价，且都能组成氧化物。
(1)木炭还原氧化铜过程中，硬质短试管中可观察到的现象是
(2)实验前用氮气排尽装置内的空气，目的是防止
(3)实验中测得的CO气体浓度与反应物质量比之间的关系如图2所示。由图2可知，氧化铜与木炭的质量比越
查阅资料：
氧元素通常显－2价，铜元素有＋1、＋2价，且都能组成氧化物。
(1)木炭还原氧化铜过程中，硬质短试管中可观察到的现象是
黑色固体变成红色
；生成的红色固体可能是铜，也可能是一种铜的氧化物$\ce{Cu_{2}O}$
（写化学式）。(2)实验前用氮气排尽装置内的空气，目的是防止
装置内空气中的氧气与木炭反应
，对二氧化碳的检验造成干扰。(3)实验中测得的CO气体浓度与反应物质量比之间的关系如图2所示。由图2可知，氧化铜与木炭的质量比越
小
（填“大”或“小”），产生的一氧化碳越多，用化学方程式解释产生一氧化碳的原因：$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
。答案
6.(1)黑色固体变成红色 $\ce{Cu_{2}O}$
(2)装置内空气中的氧气与木炭反应
(3)小 $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
(2)装置内空气中的氧气与木炭反应
(3)小 $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
解析
【分析】
首先，对于(1)，木炭还原氧化铜时，黑色的氧化铜被还原为红色的铜（或氧化亚铜），据此分析现象和铜的氧化物；对于(2)，空气中的氧气会与木炭反应，干扰产物检验，明确排空气的目的；对于(3)，观察图2中CO浓度与氧化铜和木炭质量比的关系，判断比值大小对CO生成量的影响，再结合反应原理分析CO的生成原因。
【解析】
(1) 木炭还原氧化铜，黑色的氧化铜被还原为红色的铜（或氧化亚铜），因此硬质短试管中可观察到黑色固体变成红色；铜的氧化物中，铜元素显+1价时，氧化物的化学式为$\ce{Cu_{2}O}$。
(2) 装置内空气中的氧气会与木炭发生反应，生成含碳的氧化物，会干扰对反应生成的二氧化碳的检验，因此实验前用氮气排尽装置内的空气，防止空气中的氧气与木炭反应。
(3) 由图2可知，$\ce{\mathit{m}(CuO):\mathit{m}(C)}$的比值越小，产生的CO气体浓度越高，即产生的一氧化碳越多；木炭还原氧化铜时，若木炭过量，反应生成的$\ce{CO_{2}}$会与木炭在高温下反应生成CO，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】
(1) 黑色固体变成红色；$\ce{Cu_{2}O}$
(2) 装置内空气中的氧气与木炭反应
(3) 小；$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】
碳的还原性、化学方程式书写、实验操作目的
【点评】
本题结合实验装置和图像探究木炭还原氧化铜的产物，考查碳的化学性质、实验操作注意事项及图像分析能力，需要学生掌握相关基础知识并能结合图像信息分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先，对于(1)，木炭还原氧化铜时，黑色的氧化铜被还原为红色的铜（或氧化亚铜），据此分析现象和铜的氧化物；对于(2)，空气中的氧气会与木炭反应，干扰产物检验，明确排空气的目的；对于(3)，观察图2中CO浓度与氧化铜和木炭质量比的关系，判断比值大小对CO生成量的影响，再结合反应原理分析CO的生成原因。
【解析】
(1) 木炭还原氧化铜，黑色的氧化铜被还原为红色的铜（或氧化亚铜），因此硬质短试管中可观察到黑色固体变成红色；铜的氧化物中，铜元素显+1价时，氧化物的化学式为$\ce{Cu_{2}O}$。
(2) 装置内空气中的氧气会与木炭发生反应，生成含碳的氧化物，会干扰对反应生成的二氧化碳的检验，因此实验前用氮气排尽装置内的空气，防止空气中的氧气与木炭反应。
(3) 由图2可知，$\ce{\mathit{m}(CuO):\mathit{m}(C)}$的比值越小，产生的CO气体浓度越高，即产生的一氧化碳越多；木炭还原氧化铜时，若木炭过量，反应生成的$\ce{CO_{2}}$会与木炭在高温下反应生成CO，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】
(1) 黑色固体变成红色；$\ce{Cu_{2}O}$
(2) 装置内空气中的氧气与木炭反应
(3) 小；$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】
碳的还原性、化学方程式书写、实验操作目的
【点评】
本题结合实验装置和图像探究木炭还原氧化铜的产物，考查碳的化学性质、实验操作注意事项及图像分析能力，需要学生掌握相关基础知识并能结合图像信息分析问题，难度适中。
【难度系数】
0.6
