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2013-2014新人教版初中化学《6.1金刚石、石墨和C60》练习及答案分析

发布时间:2014-01-30 09:52:48  

2013-2014新人教版初中化学《6.1金刚石、石墨和C60》练习及答案

分析

课题1 金刚石、石墨和C60

【培优训练题】

1.(黑龙江初赛)化学上把同种元素组成的不同单质互称为同素导形体,例如白磷和红磷,下列各组物质互为同素异形体的是( )

A.CO和CO2 B.金刚石和石墨 C.冰和干冰 D.液氧和氧气

2.(全国复赛)一定量的木炭在盛有氮气和氧气混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2,且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%,则其中氮气的质量分数可能为( )

A.10% B.30% C.50% D.70%

3.(全国复赛)某同学为了探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么,提出了以下猜想:a.可能是二氧化碳;b.可能是一氧化碳。并设计如下图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:

① 若澄清的石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;

② 若澄清的石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。

请你回答:

(1)该同学的猜想是否严谨?若不严谨,请作补充。

(2)请你对该实验装置予以评价。 。

【情景创新题】

4.(原创题)《日本工业新闻》报道了一条用炸药和碳粉炸出金刚石的消息,引起了许多人的兴趣,认为这种方法很新鲜。用爆炸法生产金刚石是日本工业技术院化学研究所发明的。因为在炸药爆炸的瞬间,可以产生40万个大气压的超高压和5000℃的超高温。按以往用石墨在2000℃加2万个大气压就能“压”出金刚石的情况,爆炸时产生的超高压和超高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的钢制敞口容器,沉入到一个直径8 m、深约5 m的混凝土制成的水槽内。这样在爆炸时,其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下(深水中当然也有少量的氧,但微不足道),不会使碳燃烧成二氧化碳或一氧化碳。操作员一按电钮,只听水槽内轰的一声闷响,爆炸就算完成了。然后,将容器里的水取出来静置,让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题:

(1)下列叙述不属于金刚石用途的是 。

A.用来裁玻璃 B.琢磨成璀璨夺目的钻石

C.润滑剂 D.用作钻探机钻头

(2)日本科研人员用来制金刚石的原料是 (填“碳粉”或“石墨”),所发生的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。

(3)我们知道单质碳在高温下极易与氧气反应生成CO2或CO,不可能制出金刚石,请根据上述资料说说科研人员是怎样克服这一问题的。

(4)中国科学技术大学化学家在440℃和高压下,利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚 1

石和碳酸钠,且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小,它将给天然金刚石开采业带来极大挑战。请写出这一反应化学方程式 。

参考答案

1.B 解析:CO和CO2虽然组成元素相同,但它们不是单质;冰和干冰组成元素不同,且均是化合物,不是单质;液氧和氧气虽然是同种元素组成单质,但它们是同一种物质,只是状态不同而已。

2.B 解析:假设混合气体是CO2和N2,则说明24%的碳元素均来自CO2,求得混合气体中

12二氧化碳的质量分数为:24% ÷ 44 ×100%=88%,推知氮气的质量分数为12%;假设混合气

体是CO和N2,则说明24%的碳元素均来自CO,求得混合气体中二氧化碳的质量分数为:

1228×100%=56%,推知氮气的质量分数为44%。因混合气体是CO、CO2、N2三种物质组成的,故混合气体中氮气质量分数应该在12% ~ 44%之间。

3.(1)不严谨 还可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体

(2)该装置的缺陷是:若产生的气体中有一氧化碳,则会造成空气污染

解析:本题对生成气体只作出两种猜想,遗漏了生成气体还可能是一氧化碳和二氧化碳混合气这一猜想,导致题给装置无法验证CO存在,再有从环保角度思考,该装置对反应产生的有毒的CO气体,没有作燃烧处理,会对环境造成影响。

4.(1)C (2)碳粉 化学 (3)使碳粉在缺氧条件下合成金刚石

(4)4Na+3CO2 =====C(金刚石)+2Na2CO3 高压

解析:金刚石最大用途体现在它的硬度大,可用作钻探机钻头和裁玻璃,又因其璀璨夺目常温下性质稳定常用作装饰品钻石;根据资料可知日本科研人员用来制金刚石的原料是碳粉,因碳粉和金刚石的结构(既碳原子排列方式)不同,它们属于两种不同碳单质,因此用碳粉制造金刚石变化属于化学变化。问题(3)科研人员是在缺氧条件将碳粉“炸”成金刚石的,因没有氧气,碳粉无法变成CO或CO2。问题(4)该反应的反应物是钠和二氧化碳,生成物是金刚石(碳)和碳酸钠,并根据化学方程式书写步骤完成书写和配平。

440℃

2

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