【正文】 ）將足球烯放在充滿氧氣的密閉容器里使之燃燒，測(cè)定其生成物是二氧化碳，且二氧化碳里所含碳的質(zhì)量等于燃燒前 后足球烯減少的質(zhì)量。 例 3：據(jù)《美國(guó)化學(xué)雜志》報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家以二氧化碳為碳源，金屬鈉為還原劑，在 470 ℃、 80 MPa下合成出金剛石，具有深遠(yuǎn)意義。 答案： B 深化升華 此題綜合性較強(qiáng)，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，既有概念方面的問題，又有化學(xué)性質(zhì)方面的問題，如鈉被氧化最終生成碳酸鈉，還有理論方面的問題，如共價(jià)鍵。 例 4：水煤氣廠生產(chǎn)煤氣，將水加熱成蒸氣，通過赤熱的碳，得到氫氣和一氧化碳。 A B 思路解析： 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理，氧化劑給出氧原子，還原劑得到氧原子，從反應(yīng) H2O+C H2+CO可看出， H2O給出氧原子，是氧化劑；碳得到氧原子，是還原劑。 化學(xué)：金剛石、石墨和 C60 一、教學(xué)內(nèi)容 23 / 35 金剛石、石墨和 C60 二、考點(diǎn)清單 了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和主要用途。 知道 C60分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和潛在應(yīng)用前景。可用于制鉆石；刻劃玻璃、鉆探機(jī)的鉆頭（體現(xiàn)了它的硬度大）等。可用于制鉛筆芯（體現(xiàn)了 它呈深灰色、質(zhì)軟）、干電池的電極（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性）、電車的電刷（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性，滑膩感、常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定）、作潤(rùn)滑劑（體現(xiàn)它具有滑膩感）等。 無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成 .主要有 ： 焦炭 ， 木炭 ， 活性炭 ， 炭黑等 。 24 / 35 注意： 吸附性是活性炭、木炭的物理性質(zhì) C60： C60分子是由 60 個(gè)碳原子構(gòu)成的分子，形似足球，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如：金剛石經(jīng)過仔細(xì)雕琢，可成為璀璨奪目的裝飾品 —— 鉆石。利用活性炭的吸附性可作冰箱的除味劑。即石墨是單質(zhì)，屬于純凈物。 【答案】 C 例 3： 2020 年 2 月 1 日，美國(guó) “ 哥倫比亞 ” 號(hào)航天飛機(jī)在空中失事。航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦可以起隔熱和保護(hù)作用，這主要是因?yàn)槭? A. 能導(dǎo)電 B. 密度小 C. 熔點(diǎn)高、耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D. 硬度小，有潤(rùn)滑作用 【解析】 解此題的關(guān)鍵是根據(jù)石墨的特性再結(jié)合題中的信息，即航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦的作用作出選擇。 【答案】 C 例 4： 下列關(guān)于 C60的說法正確的是 A. 屬于單質(zhì) B. 屬于混合物 C. 由 30 個(gè)碳原子構(gòu)成的分子 D. 相對(duì)分子質(zhì)量為 60 【解析】 C60是由一種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)。相對(duì)分子質(zhì)量 =6012=720 【答案】 A 例 5： 如圖，向盛有二氧化氮?dú)怏w的集氣瓶里投入幾塊木炭，為什么紅棕色會(huì)消失 ？ 漏斗中液面為什么會(huì)上升 ？ 為什么用漏斗而不直接用導(dǎo)管插入水中 ？ 26 / 35 【 解析及答案】木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有效面積大，有強(qiáng)烈的吸附性，能把大量的氣體或染料等微小粒子吸附在它的表面，所以，二氧化氮?dú)怏w被木炭吸附了，紅棕色會(huì)消失。如果直接用導(dǎo)管插入水中，則燒杯中的水會(huì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中。因此古代用墨書寫、繪畫的字畫保存時(shí)間很久 ， 且不易變色。碳素墨汁是由碳的單質(zhì)制成的，碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，受日光照射或與空 氣、水分接觸不起變化，用碳素墨水書寫的字雖然年深日久也不褪色。 【答案】 C 例 3： 甲、乙兩同學(xué)分別做鑒別碳粉和氧化銅兩種黑色粉末的實(shí)驗(yàn)，各設(shè)計(jì)如下方案：甲：將兩種黑色粉末分別在空氣中燃燒，有火星出現(xiàn)并且黑色粉末逐漸減少的 是碳粉。 你認(rèn)為最佳方案是 （ 填“甲”或“乙”） ，簡(jiǎn)要說明理由。 【答案】 甲。 例 4： 水煤氣廠生產(chǎn)煤氣，將水加熱成水蒸氣，通過赤熱的炭，得到氫氣和一氧化碳。 28 / 35 （ 1）實(shí)驗(yàn)前，首先要進(jìn)行的操作是 ________________________________________； （ 2）實(shí) 驗(yàn)中，盛放澄清石灰水的大試管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是 _________________________； （ 3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)?，其目的?_________________________________； （ 4）如果 g 該紅棕色粉末與碳充分反應(yīng)，測(cè)得澄清石灰水增重 g，則該紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ____________________________________________________。（ 2） 澄清石灰水可用于檢驗(yàn)二氧化 碳?xì)怏w，因 為“已知木炭粉與某紅棕色粉末在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵” （ 3）因要測(cè)量產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，為了測(cè)量準(zhǔn)確，需要將反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w 全部趕入石灰水中以便測(cè)量準(zhǔn)確（ 4）因二氧化碳與石灰水反應(yīng)后沒有氣體生成，因此石灰水增重的質(zhì)量即為產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量。 利用 CO2—— 2O 44 32 x 44： 32=： x x= 29 / 35 100%=30% 【答案】 （ 1） 檢查裝置氣密性 （ 2）澄清石灰水變渾濁 （ 3）使產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w全部被澄清石灰水吸收 （ 4） 30% 四、本講小結(jié)： 碳的幾種單質(zhì)，金剛石、石墨、 C60，及幾種常見的碳，雖然它們都是由碳元素組成的單質(zhì)，但在物理性質(zhì)上卻有較大的差異，這是由于它們的晶體中碳原子的排列方式不同。 根據(jù)它們的性質(zhì)掌握它們的主要用途。三者之間的關(guān)系是：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途；反之，用途體 現(xiàn)了性質(zhì)，性質(zhì)又體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)掌握碳的還原性及有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。 抓住碳的各種單質(zhì)的物理性質(zhì)與其用途的關(guān)系是解題的關(guān)鍵 碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)不同與原子的排列方式有關(guān)，而化學(xué)性質(zhì)則與碳原 子的最外層電子數(shù)有關(guān)，因此有相似的化學(xué)性質(zhì) 反應(yīng)物相同，但反應(yīng)物的量不同、反應(yīng)物間接觸面積不同或反應(yīng)條件不同，則生成的產(chǎn)物或反應(yīng)中產(chǎn)生的現(xiàn)象有可能不同。 對(duì)于碳的還原性，應(yīng)了解反應(yīng)的現(xiàn)象、裝置、操作、化學(xué)方程式等知識(shí)，并結(jié)合知識(shí)解決問題。 反應(yīng)物是 固體與液體，不需要加熱 ，制氣體時(shí)則用 的發(fā)生裝置。 驗(yàn)滿方法：用點(diǎn)燃的木條，放在集氣瓶 ，木條 。 二氧化碳的工業(yè)制法： 煅燒石灰石： 生石灰和水反應(yīng)可得熟石灰： CaO+H2O=Ca（ OH） 2 【模擬試題】 （答題時(shí)間： 60分鐘） 一、填空題： 1. 在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì) ________，在點(diǎn)燃條件下，碳跟充足的氧氣反應(yīng)生成 ________，化學(xué)方程式是 ________________；當(dāng)氧氣不充足時(shí)，碳燃燒生成 ________，化學(xué)方程式是_____________________；這兩個(gè)反應(yīng)都屬于 ________反應(yīng) （ 基本反應(yīng)類型 ） 。 31 / 35 3. 選擇下列描述物質(zhì)的詞語(yǔ)填空：可燃性、吸附性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。在工業(yè)上可用此法冶煉難熔金屬錳。 二、選擇題： 1. 人們把活性炭放入紅糖溶液中來制取白糖，這是利用活性炭的（ ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 不可溶性 2. 關(guān)于金剛石和石墨，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 都是碳元素組成的單質(zhì) B. 有相同的物理性質(zhì) C. 它們的碳原子的排列不同 D. 有相同的用途 3. 金剛石和石墨在物理性質(zhì)上有明顯差異的原因是（ ） A. 它們是由不同元素所組成 B. 金剛石是純凈物而石墨是混合物 C. 金剛石和石墨中碳原子的排列不同 D. 金剛石是單質(zhì)而石墨是化合物 4. 干電池用碳棒作正極，則碳棒的主要成分是（ ） A. 炭黑 B. 木炭 C. 石墨 D. 活性炭 5. “鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”這句廣告詞能體現(xiàn)鉆石的性質(zhì)是（ ） A. 硬度 大 B. 不能導(dǎo)電 C. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D. 熔點(diǎn)低 6. 用墨書寫的字畫久不褪色，是因?yàn)槟闹饕煞痔荚诔叵戮哂校? ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 穩(wěn)定性 7. 下列關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ） 32 / 35 A. 碳的化學(xué)性質(zhì)很活潑 B. 碳與 O2反應(yīng)可生成 CO2也可生成 CO C. 熾熱的碳與 CO2反應(yīng)生成 CO，這個(gè)反應(yīng)需要吸熱 D. 碳在空氣中燃燒時(shí)放出熱量，是一種重要的能量 8. 下列物質(zhì)具有還原性的固體單質(zhì)是（ ） A. CO2 B. H2 C. O2 D. C 9. 由下面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，黑色粉末可能是（ ） （ 1）盛放氧化銅的試管內(nèi)的現(xiàn)象是 ______ ____；盛放石灰水的試管內(nèi)的現(xiàn)象是 _______ _； （ 2）盛放氧化銅 的試管內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _________________________， 反應(yīng)類型是 __________，在這個(gè)反應(yīng)中 _______發(fā)生還原反應(yīng)， _____具有還原性。 33 / 35 四、計(jì)算題： 1. 6ｇ碳在氧氣中充分燃燒，生成多少克二氧化碳？ ﹡ 2. 現(xiàn)有 21. 2g 碳和氧化銅組成的黑色固體混合物，放入試管中，高溫加熱，使其充分反應(yīng)后，把生成的氣體全部通入足量的澄清石灰水中，結(jié)果生成 10. 0g 白色沉淀。 34 / 35 35 / 35