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4.当氧化铜中混有少量木炭粉时,要保留氧化铜,除掉木炭粉的方法是(
A.加热混合物
B.在氧气流中加热混合物
C.在氢气流中加热混合物
D.加水溶解、过滤
B
)A.加热混合物
B.在氧气流中加热混合物
C.在氢气流中加热混合物
D.加水溶解、过滤
答案
4.B
解析
【分析】
本题为物质除杂题，需遵循“不增（不引入新杂质）、不减（不减少原物质）、易分离”的除杂原则，目标是除去氧化铜中的少量木炭粉且保留氧化铜。需逐一分析各选项中物质的反应情况，判断是否符合要求：
1. 选项A：加热混合物时，氧化铜与木炭会发生反应（$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$），会消耗原物质氧化铜，不符合要求；
2. 选项B：在氧气流中加热混合物，木炭会与氧气反应生成二氧化碳气体（$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$），氧化铜不参与反应，既除去了木炭粉，又保留了氧化铜，符合要求；
3. 选项C：在氢气流中加热混合物，氢气会还原氧化铜（$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$），消耗了原物质氧化铜，不符合要求；
4. 选项D：氧化铜和木炭粉均不溶于水，加水溶解后过滤无法分离两者，不符合要求。
【解析】
根据除杂原则分析各选项：
A项：加热时，$\ce{CuO}$与$\ce{C}$反应生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$，会除去原物质$\ce{CuO}$，错误；
B项：氧气流中加热，$\ce{C}$与$\ce{O_{2}}$反应生成$\ce{CO_{2}}$气体，$\ce{CuO}$不反应，可除去杂质木炭粉，正确；
C项：氢气流中加热，$\ce{H_{2}}$还原$\ce{CuO}$生成$\ce{Cu}$和$\ce{H_{2}O}$，消耗原物质$\ce{CuO}$，错误；
D项：$\ce{CuO}$和$\ce{C}$均不溶于水，过滤无法分离，错误。
【答案】
B
【知识点】
物质的除杂方法、碳的化学性质、氧化铜的化学性质
【点评】
本题考查初中化学基础的物质除杂知识，核心是掌握除杂原则及常见物质的化学性质，需注意区分各物质在不同条件下的反应，避免误选消耗原物质的选项，属于常见的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题为物质除杂题，需遵循“不增（不引入新杂质）、不减（不减少原物质）、易分离”的除杂原则，目标是除去氧化铜中的少量木炭粉且保留氧化铜。需逐一分析各选项中物质的反应情况，判断是否符合要求：
1. 选项A：加热混合物时，氧化铜与木炭会发生反应（$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$），会消耗原物质氧化铜，不符合要求；
2. 选项B：在氧气流中加热混合物，木炭会与氧气反应生成二氧化碳气体（$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$），氧化铜不参与反应，既除去了木炭粉，又保留了氧化铜，符合要求；
3. 选项C：在氢气流中加热混合物，氢气会还原氧化铜（$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$），消耗了原物质氧化铜，不符合要求；
4. 选项D：氧化铜和木炭粉均不溶于水，加水溶解后过滤无法分离两者，不符合要求。
【解析】
根据除杂原则分析各选项：
A项：加热时，$\ce{CuO}$与$\ce{C}$反应生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$，会除去原物质$\ce{CuO}$，错误；
B项：氧气流中加热，$\ce{C}$与$\ce{O_{2}}$反应生成$\ce{CO_{2}}$气体，$\ce{CuO}$不反应，可除去杂质木炭粉，正确；
C项：氢气流中加热，$\ce{H_{2}}$还原$\ce{CuO}$生成$\ce{Cu}$和$\ce{H_{2}O}$，消耗原物质$\ce{CuO}$，错误；
D项：$\ce{CuO}$和$\ce{C}$均不溶于水，过滤无法分离，错误。
【答案】
B
【知识点】
物质的除杂方法、碳的化学性质、氧化铜的化学性质
【点评】
本题考查初中化学基础的物质除杂知识，核心是掌握除杂原则及常见物质的化学性质，需注意区分各物质在不同条件下的反应，避免误选消耗原物质的选项，属于常见的基础题型。
【难度系数】
0.6
5. $\ce{C_{60}}$也称富勒烯，它的结构与足球相似。内嵌富勒烯是一种由碳原子组成的笼形结构，笼内装有氮原子(如图所示)。下列叙述正确的是(
A.内嵌氮原子的富勒烯是单质
B.内嵌氮原子的富勒烯中含有两种单质
C.富勒烯充分燃烧有二氧化碳生成
D.富勒烯一定是黑色
C
)A.内嵌氮原子的富勒烯是单质
B.内嵌氮原子的富勒烯中含有两种单质
C.富勒烯充分燃烧有二氧化碳生成
D.富勒烯一定是黑色
答案
5.C 点拨:内嵌氮原子的富勒烯是由两种元素组成的纯净物,不属于单质,属于化合物;富勒烯含有碳元素,故充分燃烧有二氧化碳生成;富勒烯不一定是黑色。
解析
【分析】
要解答本题，需明确单质、化合物的概念，掌握富勒烯的组成、燃烧产物及物理性质，逐一判断每个选项的正误：首先回忆相关概念：单质是同种元素组成的纯净物，化合物是不同元素组成的纯净物；含碳元素的物质充分燃烧生成二氧化碳；富勒烯的颜色并非固定为黑色。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：单质是由同种元素组成的纯净物，内嵌氮原子的富勒烯含碳、氮两种元素，属于化合物，不是单质，A错误。
2. 选项B：该物质是由碳和氮两种元素组成的纯净物，属于化合物，并非两种单质，B错误。
3. 选项C：富勒烯由碳元素构成，根据碳的化学性质，含碳元素的物质充分燃烧会生成二氧化碳，C正确。
4. 选项D：富勒烯不一定是黑色，例如C₆₀是紫红色晶体，D错误。
【答案】
C
【知识点】
单质与化合物、碳的燃烧、富勒烯的性质
【点评】
本题考查物质分类、碳的燃烧规律及富勒烯的物理性质，属于基础概念应用类题目，准确掌握相关知识点即可正确解答。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需明确单质、化合物的概念，掌握富勒烯的组成、燃烧产物及物理性质，逐一判断每个选项的正误：首先回忆相关概念：单质是同种元素组成的纯净物，化合物是不同元素组成的纯净物；含碳元素的物质充分燃烧生成二氧化碳；富勒烯的颜色并非固定为黑色。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：单质是由同种元素组成的纯净物，内嵌氮原子的富勒烯含碳、氮两种元素，属于化合物，不是单质，A错误。
2. 选项B：该物质是由碳和氮两种元素组成的纯净物，属于化合物，并非两种单质，B错误。
3. 选项C：富勒烯由碳元素构成，根据碳的化学性质，含碳元素的物质充分燃烧会生成二氧化碳，C正确。
4. 选项D：富勒烯不一定是黑色，例如C₆₀是紫红色晶体，D错误。
【答案】
C
【知识点】
单质与化合物、碳的燃烧、富勒烯的性质
【点评】
本题考查物质分类、碳的燃烧规律及富勒烯的物理性质，属于基础概念应用类题目，准确掌握相关知识点即可正确解答。
【难度系数】
0.6
6.将一定质量炭粉在密闭容器中通过电阻丝加热引燃(如图甲),一段时间后炭粉消失。用压强传感器测得容器内压强(同温下,容器内压强与气体分子数成正比)随时间的变化关系如图乙。下列分析正确的是(
A.AB段炭粉开始燃烧
B.反应生成的$\ce{CO_{2}}$导致CD段压强增大
C.E点气体的成分是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$
D.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降
C
)A.AB段炭粉开始燃烧
B.反应生成的$\ce{CO_{2}}$导致CD段压强增大
C.E点气体的成分是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$
D.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降
答案
6.C 点拨:AB段电热丝放热,使容器内气体受热膨胀,压强变大,但温度没有达到炭粉的着火点,故A错误;CD段温度达到炭粉的着火点,燃烧放热,使气体迅速膨胀,所以CD段容器内压强迅速增大,故B错误;因为一定温度和体积下气体的压强与分子个数成正比,生成二氧化碳的过程中,消耗氧分子和生成二氧化碳分子个数比为1:1,所以生成二氧化碳的过程中气体体积不变;生成一氧化碳的过程中,消耗氧分子和生成一氧化碳分子个数比为1:2,生成一氧化碳过程中气体体积增大,若完全转化为一氧化碳,气体分子个数变为原来的2倍,压强也变为原来的2倍,但题图中显示压强变为原来的1.4倍,所以没有完全生成一氧化碳,即E点气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物,故C正确;燃烧结束后,温度下降至室温,压强减小,所以DE段压强下降,故D错误。
解析
【分析】
要解决本题，需结合碳的燃烧反应规律、同温同体积下气体压强与分子数的关系，分析图乙各阶段压强变化的原因，逐一判断选项：首先明确碳燃烧分两种情况，氧气充足生成$\ce{CO_{2}}$，氧气不足生成$\ce{CO}$，且同温同体积时，气体压强与分子数成正比；再结合各段压强变化的本质，排除错误选项，确定正确答案。
【解析】
1. 选项A分析：AB段为加热阶段，电热丝放热使容器内气体受热膨胀，压强增大，此时温度未达到炭粉的着火点，炭粉未开始燃烧，故A错误。
2. 选项B分析：CD段压强迅速增大，是因为炭粉燃烧放热，使容器内温度快速升高，气体受热膨胀导致压强增大，并非生成$\ce{CO_{2}}$所致，故B错误。
3. 选项C分析：碳燃烧时，生成$\ce{CO_{2}}$的反应为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，消耗1个$\ce{O_{2}}$分子生成1个$\ce{CO_{2}}$分子，气体分子数不变，压强不变；生成$\ce{CO}$的反应为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，消耗1个$\ce{O_{2}}$分子生成2个$\ce{CO}$分子，气体分子数变为原来的2倍，压强会增大。图中E点压强为$1.4p_0$，介于原压强$p_0$和完全生成$\ce{CO}$的压强$2p_0$之间，说明反应后气体是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的混合物，故C正确。
4. 选项D分析：DE段压强下降，是因为燃烧结束后，容器内温度冷却至室温，气体分子数不变但温度降低，压强减小，并非燃烧放出的热量减少导致，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳的燃烧反应；压强与气体分子数的关系
【点评】
本题结合实验图像考查碳燃烧的产物判断，需掌握同温同体积下气体压强与分子数的关系，以及碳燃烧的反应规律，注重图像分析与化学原理的结合，是一道典型的化学原理与图像结合题。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需结合碳的燃烧反应规律、同温同体积下气体压强与分子数的关系，分析图乙各阶段压强变化的原因，逐一判断选项：首先明确碳燃烧分两种情况，氧气充足生成$\ce{CO_{2}}$，氧气不足生成$\ce{CO}$，且同温同体积时，气体压强与分子数成正比；再结合各段压强变化的本质，排除错误选项，确定正确答案。
【解析】
1. 选项A分析：AB段为加热阶段，电热丝放热使容器内气体受热膨胀，压强增大，此时温度未达到炭粉的着火点，炭粉未开始燃烧，故A错误。
2. 选项B分析：CD段压强迅速增大，是因为炭粉燃烧放热，使容器内温度快速升高，气体受热膨胀导致压强增大，并非生成$\ce{CO_{2}}$所致，故B错误。
3. 选项C分析：碳燃烧时，生成$\ce{CO_{2}}$的反应为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，消耗1个$\ce{O_{2}}$分子生成1个$\ce{CO_{2}}$分子，气体分子数不变，压强不变；生成$\ce{CO}$的反应为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，消耗1个$\ce{O_{2}}$分子生成2个$\ce{CO}$分子，气体分子数变为原来的2倍，压强会增大。图中E点压强为$1.4p_0$，介于原压强$p_0$和完全生成$\ce{CO}$的压强$2p_0$之间，说明反应后气体是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的混合物，故C正确。
4. 选项D分析：DE段压强下降，是因为燃烧结束后，容器内温度冷却至室温，气体分子数不变但温度降低，压强减小，并非燃烧放出的热量减少导致，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳的燃烧反应；压强与气体分子数的关系
【点评】
本题结合实验图像考查碳燃烧的产物判断，需掌握同温同体积下气体压强与分子数的关系，以及碳燃烧的反应规律，注重图像分析与化学原理的结合，是一道典型的化学原理与图像结合题。
【难度系数】
0.4
7.在一定条件下，4 g碳单质和12 g氧气在密闭容器中充分反应，最后容器内的气体为(
A.$\ce{CO_2}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{CO}$和$\ce{CO_2}$
D.$\ce{CO_2}$和$\ce{O_2}$
D
)A.$\ce{CO_2}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{CO}$和$\ce{CO_2}$
D.$\ce{CO_2}$和$\ce{O_2}$
答案
7.D 点拨:设4 g碳单质全部转化为$\ce{CO_{2}}$需要氧气的质量为x。
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
12 32
4 g x
$\dfrac{12}{32}=\dfrac{4\ \mathrm{g}}{x}\ \ \ x=\dfrac{32× 4\ \mathrm{g}}{12}=10.7\ \mathrm{g}$
4 g碳单质全部转化为$\ce{CO_{2}}$只需要10.7 g氧气,则4 g碳单质和12 g氧气在密闭容器中充分反应后氧气有剩余,因此最后容器内的气体为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$。
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
12 32
4 g x
$\dfrac{12}{32}=\dfrac{4\ \mathrm{g}}{x}\ \ \ x=\dfrac{32× 4\ \mathrm{g}}{12}=10.7\ \mathrm{g}$
4 g碳单质全部转化为$\ce{CO_{2}}$只需要10.7 g氧气,则4 g碳单质和12 g氧气在密闭容器中充分反应后氧气有剩余,因此最后容器内的气体为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$。
解析
【分析】要判断反应后容器内的气体成分，需先计算4g碳完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$所需的氧气质量，将其与题目中12g氧气的质量对比，根据氧气是否剩余确定最终气体种类。
【解析】碳在氧气充足时完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$，对应化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$。设4g碳完全反应生成$\ce{CO_{2}}$需要氧气的质量为$x$，根据化学方程式中各物质的质量比：$\frac{12}{32}=\frac{4\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\frac{32×4\ \mathrm{g}}{12}≈10.7\ \mathrm{g}$。题目中氧气质量为12g，大于10.7g，说明氧气过量，碳完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$后，剩余的氧气仍存在于密闭容器中，因此最终容器内的气体为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$。
【答案】D
【知识点】根据化学方程式计算，碳的燃烧反应
【点评】本题通过反应物质量的计算判断反应产物，考查碳与氧气反应的规律，需掌握化学方程式的基本计算方法，明确氧气充足时碳完全燃烧的产物，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】碳在氧气充足时完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$，对应化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$。设4g碳完全反应生成$\ce{CO_{2}}$需要氧气的质量为$x$，根据化学方程式中各物质的质量比：$\frac{12}{32}=\frac{4\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\frac{32×4\ \mathrm{g}}{12}≈10.7\ \mathrm{g}$。题目中氧气质量为12g，大于10.7g，说明氧气过量，碳完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$后，剩余的氧气仍存在于密闭容器中，因此最终容器内的气体为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$。
【答案】D
【知识点】根据化学方程式计算，碳的燃烧反应
【点评】本题通过反应物质量的计算判断反应产物，考查碳与氧气反应的规律，需掌握化学方程式的基本计算方法，明确氧气充足时碳完全燃烧的产物，难度适中。
【难度系数】0.6
8.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可用改进的微型实验装置(见图乙)。某化学兴趣小组采用图乙微型实验装置(其中长柄V形玻璃管用小玻璃管制成),开展以下探究活动。
(1)图甲试管A中观察到的现象是
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是
(3)图乙装置与图甲装置相比,其优点是
(4)用图甲装置进行实验,实验完毕后先停止加热,可能引起的后果是
(1)图甲试管A中观察到的现象是
黑色固体变为红色固体
,请你写出反应的化学方程式:$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
,该实验表现出碳单质的还原
性。(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是
澄清石灰水开始变浑浊
。(3)图乙装置与图甲装置相比,其优点是
操作简单
(写出一条即可)。在酒精灯上加个网罩的目的是集中火焰,提高温度
。(4)用图甲装置进行实验,实验完毕后先停止加热,可能引起的后果是
液体倒流,引起试管炸裂
。答案
8.(1)黑色固体变为红色固体 $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$ 还原 (2)澄清石灰水开始变浑浊 (3)操作简单 集中火焰,提高温度 (4)液体倒流,引起试管炸裂
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、实验现象、装置特点及操作注意事项逐一分析：
1. 第(1)问：木炭和氧化铜均为黑色固体，反应生成红色的铜，结合反应中碳的作用分析现象与性质；
2. 第(2)问：利用反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性，确定判断反应发生的依据；
3. 第(3)问：对比甲、乙装置的结构，分析微型装置的优点，结合酒精灯网罩的作用分析其目的；
4. 第(4)问：分析先停止加热时试管内压强变化，推导可能的后果。
【解析】
(1) 木炭（黑色）与氧化铜（黑色）在高温下反应生成红色的铜和二氧化碳，因此试管A中观察到黑色固体变为红色固体；反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；该反应中碳得到氧，发生氧化反应，表现出还原性。
(2) 木炭与氧化铜反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此判断反应发生的依据是澄清石灰水开始变浑浊。
(3) 图乙为微型实验装置，与图甲相比，具有操作简单、节约药品、减少污染等优点；酒精灯加网罩可集中火焰，提高加热温度，满足反应所需的高温条件。
(4) 实验完毕后先停止加热，试管内温度降低，压强减小，会导致澄清石灰水沿导管倒吸入热的试管，使试管受热不均而炸裂。
【答案】
(1) 黑色固体变为红色固体；$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；还原
(2) 澄清石灰水开始变浑浊
(3) 操作简单（合理即可）；集中火焰，提高温度
(4) 液体倒流，引起试管炸裂
【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内容，涵盖实验现象、反应原理、装置评价及操作安全，是初中化学基础实验的典型考查，需掌握实验的关键要点。
【难度系数】
0.7
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合反应原理、实验现象、装置特点及操作注意事项逐一分析：
1. 第(1)问：木炭和氧化铜均为黑色固体，反应生成红色的铜，结合反应中碳的作用分析现象与性质；
2. 第(2)问：利用反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性，确定判断反应发生的依据；
3. 第(3)问：对比甲、乙装置的结构，分析微型装置的优点，结合酒精灯网罩的作用分析其目的；
4. 第(4)问：分析先停止加热时试管内压强变化，推导可能的后果。
【解析】
(1) 木炭（黑色）与氧化铜（黑色）在高温下反应生成红色的铜和二氧化碳，因此试管A中观察到黑色固体变为红色固体；反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；该反应中碳得到氧，发生氧化反应，表现出还原性。
(2) 木炭与氧化铜反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此判断反应发生的依据是澄清石灰水开始变浑浊。
(3) 图乙为微型实验装置，与图甲相比，具有操作简单、节约药品、减少污染等优点；酒精灯加网罩可集中火焰，提高加热温度，满足反应所需的高温条件。
(4) 实验完毕后先停止加热，试管内温度降低，压强减小，会导致澄清石灰水沿导管倒吸入热的试管，使试管受热不均而炸裂。
【答案】
(1) 黑色固体变为红色固体；$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；还原
(2) 澄清石灰水开始变浑浊
(3) 操作简单（合理即可）；集中火焰，提高温度
(4) 液体倒流，引起试管炸裂
【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内容，涵盖实验现象、反应原理、装置评价及操作安全，是初中化学基础实验的典型考查，需掌握实验的关键要点。
【难度系数】
0.7
