6.1 金刚石、石墨和C60讲义--2022-2023学年九年级化学人教版上册

第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60 一、碳单质的物理性质和用途 1、金刚石和石墨的物理性质及用途: 2、C60的物理性质和用途: 形似足球,几乎不导电,不导热,用于制备新材料、超导、医学及生物等领域。 3、无定性碳:木炭、活性炭、焦炭、炭黑 (1)活性炭、木炭:具有疏散多孔的结构,因此具有强烈的吸附性。木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等;活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖; (2)焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。 重点提示: 1、 碳单质物理性质差别的原因为碳原子的排列顺序不同。金刚石中碳原子排列呈正四面体结构,石墨中碳原子排列呈片层结构,C60中碳原子排列呈足球状结构; 2、 关于碳单质的物理性质及用途,可以根据“ ”这个相互关系来互推巧记和理解; 书写碳元素组成的单质的名称时,一定要规范,不可写错别字。特别是,碳与炭不可弄混了.其中,“碳”是元素名称,是核电荷数(即核内质子数)为6的一类原子的总称;它用来描述元素、原子或由碳元素组成的物质的名称(但并不具体指某种物质),如碳元素、碳原子、二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙、碳水化合物等。而“炭”是用来专指由碳元素组成的部分单质(即没有固定形状的碳单质),主要有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。 例题1.活性炭口罩具有防毒、除臭、滤菌、阻尘等功效,其中除臭是利用了活性炭的( ) A.导电性 B.导热性 C.滑腻感 D.吸附性 【答案】D 【解析】活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,因此可用活性炭来吸附色素和异味,可除臭。故选:D。 例题2.金刚石、石墨、石墨烯组成元素相同,有关说法不正确的是( ) A.金刚石是天然存在的最硬物质 B.石墨可用于制作电极 C.每个C60由60个碳原子构成 D.石墨烯属于化合物 【答案】D 【解析】A、金刚石是天然存在的最硬物质,故A正确;B、石墨具有优良的导电性,可用于制作电极,故B正确;C、由化学式可知,每个C60由60个碳原子构成,故C正确;D、石墨烯是由碳元素组成的纯净物,属于单质,故D错误。故选:D。 二、单质碳的化学性质 碳的化学性质主要有三个: 1.常温时,具有稳定性。如,我国古代用墨书写或绘制的字画,虽年深日久仍不变色;就是利用了碳的这个性质; 2.点燃时,具有可燃性。它的燃烧还有两种情况: (1)当碳在氧气或空气里充分燃烧时,生成二氧化碳,同时放出大量的热; (2)当碳燃烧不充分的时候,生成一氧化碳,同时也放出热; 利用单质碳的可燃性,可以把碳用作燃料。 3. 高温时,具有还原性。在较高温度下碳能夺取某些含氧化合物里的氧,使其它元素被还原。 4、木炭还原氧化铜实验: (1)实验装置: (2)实验现象:黑色粉末逐渐变成红色,石灰水变浑浊; (3)实验原理:C + 2CuO 2Cu + CO2↑ (4)酒精灯加网罩的目的:集中火焰、提高温度。 重点提示 1.碳的化学性质在常温下温度,高温时不稳定,故描述时一定说清楚; 2.单质碳具有还原性,不仅可以还原金属氧化物,还能还原非金属氧化物,如可以夺取二氧化碳中的氧生成一氧化碳。利用碳的还原性,它可以用来冶炼金属。 3.虽然碳单质的物理性质有所不同,有的还相差很大,但是,由于它们都是由碳元素组成的单质,所以其化学性质是相同的。 例题3 .如图是木炭还原氧化铜的装置图,回答下列问题。 (1)写出该装置图中用于固定的仪器名称 。 (2)酒精灯加网罩的目的 。 (3)加热一会后观察到右边试管中产生的现象是 。 (4)左边试管内发生反应的化学方程式为 。 (5)小明在做该实验时,一观察到黑色固体变成红色后,就立即拆开装置将红色固体倒出,发现红色固体又变成了黑色,其中的原因 。 【答案】(1)铁架台;(2)集中火焰,提高温度;(3)澄清的石灰水变浑浊; (4)C+2CuO2Cu+CO2↑;(5)还原出的铜重新被氧化。 【解析】(1)由图示可知,装置图中用于固定的仪器名称是铁架台。 (2)酒精灯加网罩的目的集中火焰,提高温度。 (3)加热一会后,碳在高温时与氧化铜反应生成的二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水,所以观察到右边试管中产生的现象是:澄清的石灰水变浑浊。 (4)左边试管内在高温时碳与与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:C+2CuO2Cu+CO2↑。 (5)由于热的铜能与氧气反应生成了氧化铜,小明在做该实验时,一观察到黑色固体变成红色后,就立即拆开装置将红色固体倒出,发现红色固体又变成了黑色,其中的原因是还原出的铜重新被氧化。 例题4. 如图是木炭还原氧化铜的实验示意图 (1)酒精灯上加一个金属网罩的作用是 。 (2)刚开始预热时,试管②中立即看到有气泡产生,但澄清石灰水未变浑浊,其原因是 ,继续加热一段时间,看到试管①中的现象是