第六單元 課題1金剛石、石墨和C60

1. 透明的金剛石、灰色的石墨和足球狀的C60都是由碳元素組成的單質，但是由于它們的碳原子排列方式不同，因此它們的性質存在着明顯差異。

2. 同種元素也可以組成不同的單質，例如金剛石、石墨和C60都由碳元素組成；氧氣(O2)和臭氧(O3)都由氧元素組成；白磷和紅磷都由磷元素組成。

3. 金剛石、石墨和C60雖然是同一種元素，但是是不同物質，因此混合在一起是混合物，物理性質不同，化學性質相同，它們之間可以相互轉化，轉化過程是化學變化。

4. 金剛石由碳元素組成，由碳原子構成。

5. 純淨的金剛石是無色透明，正八面體形狀的固體。

6. 鑽石是金剛石。

7. 金剛石是天然存在的最硬的物質。

8. 金剛石可以用來切割玻璃，切割大理石。

9. “沒有金剛鑽，就别攬瓷器活”說的就是金剛石。

10. 金剛石是立體網狀結構。

11. “鑽石恒久遠，一顆永流傳”體現了常溫下鑽石（C）的化學性質穩定。

12. 石墨由碳元素組成，由碳原子構成。

13. 石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。

14. 石墨很軟（質軟石墨的性質），因此可以用來制鉛筆芯（質軟性質決定用途）；石墨有滑膩感（潤滑性是石墨的性質），因此可以用作潤滑劑（潤滑性決定的用途）。

15. 石墨是層狀結構。

16. 我們的生活中，還會用到一些無定形炭，例如木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，這些物質的成分也是碳單質，結構與石墨類似。

17. 實驗：在盛有半瓶水的小錐形瓶裡，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。投入幾塊烘烤過的木炭（或活性炭），輕輕振蕩錐形瓶，觀察現象。

現象：液體顔色由紅色逐漸變淺，最終褪為無色。

分析：木炭（或活性炭）有吸附性[重要]，吸附了水中的色素，色素減少，水的顔色變淺直至無色。

18. 木炭（活性炭）具有疏松多孔[重要]的結構，因此具有吸附性。

19. 木炭可以吸附色素和異味。

20. 活性炭的吸附性比木炭更強，可以用于防毒面具，制糖工業也利用活性炭來脫色。污水、廢水處理也要用到活性炭，還可以吸附裝修時産生的對人體有害的氣體。

21. C60由碳元素組成，由C60分子構成。

22. C60中60的含義：每個C60分子是由60個碳原子構成的。

23. 常溫下，碳的化學性質不活潑。

24. “賣炭翁，伐薪燒炭南山中。”體現了碳具有的化學性質可燃性。

25.木炭在氧氣中燃燒的現象：發出光，放出熱量，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。

26.碳充分燃燒的方程式：

27. 碳不充分燃燒的方程式：

28. 碳在氧氣中無論燃燒是否充分都是放熱反應，因為所有的燃燒都是放熱反應。

29. 碳也能與某些氧化物發生還原反應。

30. 實驗：檢查裝置氣密性，将烘幹的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管，并将試管固定在鐵架台上。

① 烘幹是為了排除水蒸氣的幹擾，使現象更明顯。

② 木炭粉末和氧化銅粉末都是黑色粉末，此外我們還學過MnO2和Fe3O4都是黑色固體。

試管口裝有通入澄清石灰水的導管，用酒精燈加熱混合物幾分鐘。

③ 酒精燈可加網罩以使火焰集中并提高溫度，最好使用酒精噴燈。

然後先撤出導氣管，待試管冷卻後再把試管裡的粉末倒在紙上，觀察現象并分析。

④ 先撤出導氣管，後熄滅酒精燈，防止石灰水回流吸入試管，使試管炸裂。

⑤ 待試管冷卻後再把試管裡的粉末倒在紙上，防止熱的Cu再被空氣中的氧氣氧化為CuO。

⑥ 實驗現象：黑色粉末變為紅色且澄清石灰水變渾濁。

⑦ 實驗分析：開始加熱時，試管中的空氣因受熱體積膨脹而逸出；溫度達到高溫後，木炭與氧化銅開始反應，生成的銅為紅色固體，另一種生成物二氧化碳為無色氣體，能使澄清石灰水變渾濁[理解]。

⑧ 實驗結論：木炭與氧化銅在高溫條件下反應，生成銅和二氧化碳，木炭具有還原性。

⑨ 加熱時，試管口略向下傾斜，防止産生的水蒸氣冷凝回流炸裂試管。

⑩開始加熱時，導管口處有無色氣泡逸出，但澄清石灰水不變渾濁，因為剛開始排出的是空氣。

⑪ 碳還原氧化銅方程式：

31. 還原反應：含氧化合物裡的氧被奪去的反應。

32. 碳的還原性可用于冶金工業。

33.碳高溫還原三氧化二鐵方程式：

34.碳能使二氧化碳轉化成一氧化碳：

35. 分析

CuO在反應中失去氧，發生還原反應，本身具有氧化性，做氧化劑。

C在反應中得到氧，發生氧化反應，本身具有還原性，做還原劑。

36. 總結氧化還原一般規律：氧化劑具有氧化性，發生還原反應，失去氧；還原劑具有還原性，發生氧化反應，得到氧。

37. 一般C還原反應條件都是高溫，H2、CO還原時絕大部分都是加熱，隻有還原鐵化合物時都是高溫。

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