《金刚石、石墨和C60》学案2

1、PAGE 8/8课题1 金刚石、石墨和C60由同种元素组成的纯净物叫做什么?(单质) 同种元素可以组成不同的单质吗?可以。例如：氧元素组成氧气和臭氧；磷元素组成红磷和白磷。碳元素也可以组成不同的单质! 研究表明：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。这就是我们今天学习的内容。一、碳的单质 1.金刚石（展示实物图片；观察后描述金刚石的物理性质）A（1）物理性质： 、 、 。是天然最硬的物质。加工琢磨后璀璨、夺目有光泽。（2）用途：金刚石很硬 ，可以用来 、 ，也可以作 。加工琢磨后璀璨、夺目有光泽，可做 。饰品钻石玻璃刀刻画玻璃切割大理石钻探机钻头2.石墨（展示实物图片；观察后猜想石墨的物

2、理性质）石墨B（1）物理性质： 、 、 、 。石墨在纸上划过留下痕迹石墨 ；有滑腻感具有 ；具有优良的 ；耐 。实验验证猜想：石墨是否具有导电性。【实验探究1】石墨的导电性（1）取废旧电池中的碳棒接通电源后，观察灯泡是否发亮；（2）用自已的铅笔连接在一起，接通电源后，观察灯泡是否发亮。实验现象： 。实验结论： 。猜想正确。（2）用途： 等。【思考】为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？【分析】观察模型A、B图片。【结论】它们的 不同。结构决定性质，性质决定用途。【分析】除了金刚石和石墨以外，生活中还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们都是由石墨的微小晶体与少量杂质构成的。【实验探究2

3、】木炭和活性碳的吸附性（放视频）实验步骤：（1）把木炭烘烤后放凉； （2）把放凉的木炭分别放入盛NO2和溶有红墨水的瓶中，振荡。观察现象。实验现象：NO2瓶中的 ， ；液体中 消失，变为 。实验结论：木炭活性炭具有 。【思考】为什么木炭、活性炭具有吸附性？请看电镜下木炭的结构：【结论】木炭、活性炭具有 ，表面积大，具有较强的 。木炭活性炭的用途：防毒面具里的 ；冰箱中的 ；制糖工业的 ；_。3.C60 随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60分子，另外还有碳纳米管等。C60分子由60个碳原子构成，分子形似足球，又名足球烯。这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科

4、学、超导体等方面的研究正在进行中。【结论】1.碳单质木炭活性炭焦炭炭黑 2.三种碳的单质中碳原子的排列不同造成了性质上的差异。即：决定反映决定反映物质的组成结构 物质的性质 物质的用途请你欣赏郑板桥【思考】这些古代的字画为什么能保存到现在呢？碳原子的核电荷数是6，最外层有4个电子，得4个电子或失4个电子都不容易，所以常温下， 。如果温度升高，碳是否会发生一些反应呢？二、碳的化学性质1.碳具有可燃性（如右图所示这是蜂窝煤燃烧时的情况）（1）下部：_ 点燃 _（2）中部：_ 点燃 _ _ 高温 _（3）上部：_ 点燃 _这就是冬季人们为了御寒，常将门窗紧闭，用煤炉取暖往往会发生中毒事故的原因。【实

5、验探究3】探究碳与氧化铜的反应(放视频)实验步骤：把烘烤过的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图），用酒精灯加热混合物。然后撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上，观察现象并分析。实验现象： ， _实验结论： 。 _2.碳具有还原性（与某些氧化物反应） 【分析】从分子组成上看：CuO转变为Cu 失去了氧，类似这样的反应叫做还原反应；C 转变为 CO2 得到了氧，类似这样的反应叫做氧化反应。是碳夺走了CuO 中的氧，氧化铜失去氧变成铜，发生了还原反应；是 ，碳具有 。是氧化铜让碳发生了 ，氧化铜具有 。还原反应：含

6、氧化合物里的氧被夺去的反应。还原性：能夺走含氧化合物里的氧的物质具有还原性。【课堂练习】1.指出下列两个反应中具有还原性的物质，具有氧化性的物质。2Fe2O3 + 3C 高温 4Fe + 3CO2 C + CO2 高温 2CO _具有还原性,_具有氧化性； _具有还原性,_具有氧化性2.金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，关于他们的说法正确的是_碳原子的排列不同；化学性质相似；物理性质相似；是同一种物质；完全燃烧都生成二氧化碳；都是黑色固体。3.碳的单质中，质地较软，常用作电极的是【 】A.金刚石 B.活性炭 C.炭黑 D. 石墨4.轻轨电车开动时，电车与架空电线的接触点由于高速摩擦会产

7、生高温，因此接触点上的材料应该具有高温、不易氧化、能导电的性质，你认为接触点上的材料应选用【 】A.金刚石 B.铝 C.石墨 D. 铜【基础巩固】1.金刚石、石墨和 C60 都是 元素组成的单质。2. 根据下列物质的性质，写出其对应的一种或几种用途（1）金刚石的硬度很大； ；（2）石墨的导电性能好： ；（3）活性炭的吸附性强： ；（4）单质碳具有还原性： ；（5）常温下碳的化学性质不活泼： ；（6）碳燃烧时放出大量的热： 。3.石墨炸弹爆炸后，释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。试解释这是为什么。4.木头电线杆或木桩埋入地下之前，常把买入地下的一段木头稍稍烤焦

8、。这是为什么？5.向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几块木炭，为什么红棕色会消失？6.写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？ 【能力提高】1. 在2CuO + C 高温 2Cu + CO2反应中，氧化铜失去 _变成_ _,_ _得到氧, CuO发生_ _反应，木炭粉有 _ _性。在Fe2O3 + 3H2 高温 2Fe + 3H2O 反应中，氧化铁失去 变成 ， 得到氧, Fe2O3发生_ _反应，氢气有 _ _性。2.下列性质中，不属于碳的化学性质的是【 】 A.稳定性 B.吸附性 C.可燃性 D.还原性3.下面关于用木炭还原氧化铜的

9、实验现象的说法中，符合实验事实的是【 】A.黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊 B.黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化C.黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊 D.黑色粉末和澄清石灰水都变红色4下列对一些事实的解释错误的是【 】事 实解释 A书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定B石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电 C焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性 D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性【历史回顾】甲乙澄清的石灰水止水夹澄清的石灰水C+CuO某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固

10、体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。 C+CuO【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。【猜想与假设】（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。【分析与交流】（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。（2）小周建议用乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放 置的作用是 。（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择 (填选项序号)的比例。A. 323 B. 403 C. 483你认为小施这样选择的理由是 。【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭