第六单元课题1金刚石石墨与碳60九年级化学上册讲练（人教版）

第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨与C60学习目标1．了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质及用途学习目标1．了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质及用途2.掌握碳单质的化学性质并会书写相应的化学方程式1.金刚石1.金刚石金刚石是由原子构成的固态非金属单质，纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，具有很好的折光性，可以制作成璀璨夺目的钻石；金刚石是天然存在的硬度最大的物质，利用此性质可以用作裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻探坚硬的岩层等。金刚石分子为空间网状结构。石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨具有优良的导电性能。常见的碳单质知识点一知识讲解60C60C60是由分子构成，分子为足球状，每个分子由60个碳原子构成。相对分子质量为12×60=720。C60的发现是人类了解到一个全新的碳世界，C60的独特结构决定了它有一些特殊的物理和化学性质，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。4.木炭、活性炭木炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。可以利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。活性炭的吸附作用比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖；另外活性炭还可用于如城市污水、工业废水和饮用水的深度净化处理，人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体。碳单质的化学性质碳单质的化学性质知识点二常温下，碳单质的化学性质稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。随着温度的升高，碳的活动性大大增强。古人的墨迹可以保存千年是因为常温下，墨汁中含有的碳单质的化学性质稳定。碳原子的原子结构示意图为：最外层电子数为4个，不易得电子也不易失电子，所以化学性质稳定。当木炭充分燃烧时，与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量的热。反应方程式为：当燃烧不充分时，生成一氧化碳，同时放出热量。反应方程式为：木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。反应方程式为：木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。反应方程式为：同样，焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，反应方程式为：此外，高温下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳，反应方程式为：用途：根据此性质可知，碳可于金属冶炼。考法考法一：常见碳单质及用途详见以上讲解【例1】（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是（）A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异【答案】A【详解】A、石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，但是石墨很软，符合题意；B、石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用，具有重要的应用前景，不符合题意；C、铅笔芯是石墨粉和黏土粉末按一定比率混合而成的，因为石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，不符合题意；D、金刚石和石墨均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，C60分子由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，因此它们在性质和用途上存在明显差异，不符合题意。故选A。【例2】（2023秋·江西新余·九年级校考开学考试）“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（）A．石墨不具有导电性 B．C60是由碳原子直接构成的C．木炭疏松多孔具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同【答案】C【详解】A、石墨具有良好的导电性，故A错误，不符合题意；B、C60由C60分子构成，故B错误，不符合题意；C、木炭结构疏松多孔，具有吸附性，故C正确，符合题意；D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，碳原子的结构是相同的，故D错误，不符合题意。故选：C。考法考法二：碳单质的化学性质详见以上讲解【例1】（2023·辽宁丹东·统考中考真题）书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（）A．碳是黑色的 B．碳粉末细小C．碳不溶于水 D．常温下碳化学性质稳定【答案】D【详解】在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，能长时间保存。故选D。【例2】（2023春·河北邢台·九年级校联考期末）碳元素被称为“大自然的建筑师”，回答下列与含碳物质有关的问题。(1)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色的原因是。(2)金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们物理性质不同的原因是。(3)如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是，其反应的化学方程式是。单质碳的还原性可以用于冶金工业。右边小试管中的现象是，有关化学方程式是。【答案】(1)常温下碳的化学性质稳定(2)碳原子排列方式不同(3)黑色固体变红色澄清石灰水变浑浊【详解】（1）碳单质常温下化学性质稳定，不易和其他物质反应，墨中的主要成分是碳单质，所以用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。（2）金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，金刚石中碳原子以空间网状结构排列，石墨中碳原子以层状结构排列，碳原子排列方式不同，所以物理性质不同。（3）碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，则现象是黑色固体变红色，化学方程式为。澄清石灰水中的氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，则右边小试管中的现象是澄清石灰水变浑浊，化学方程式为。强化训练强化训练1．（2023·广东汕尾·统考一模）石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是（）A．它是一种新型化合物B．它的硬度比石墨大C．它能溶于水D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO【答案】B【详解】A、石墨是碳元素一种元素组成的纯净物，所以石墨烯也是碳元素一种元素组成的纯净物，属于单质，选项错误；B、与题文可知，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料，所以石墨烯的硬度比石墨大，选项正确C、石墨烯与石墨等碳单质的性质一样，不溶于水，选项错误；D、石墨烯是碳元素组成的单质，在氧气中完全燃烧的产物是CO2，选项错误，故选B。2．（2022秋·辽宁盘锦·九年级校考期中）下列物质的用途中，主要是利用其化学性质的是（）A．用玻璃刀切割玻璃 B．定向爆破拆除楼房C．用石墨做干电池的电极 D．金刚石作装饰品【答案】B【详解】A、用玻璃刀裁玻璃，是利用了金刚石硬度大的性质，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误；B、定向爆破拆除楼房，需要通过化学变化才表现出来，是利用了其化学性质，故选项正确；C、用石墨做干电池的电极，是利用了石墨具有优良的导电性，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误；D、用金刚石作装饰品，不需要发生化学变化就能表现出来，是利用了其物理性质，故选项错误。故选B。3．下列物质直接由原子构成的是（）A．金刚石 B．水 C．氧气 D．空气【答案】A【详解】A、金刚石由碳原子直接构成，故选项符合题意；B、水由水分子构成，故选项不符合题意；C、氧气由氧分子构成，故选项不符合题意；D、空气中含有氧气、氮气等多种气体属于混合物，故选项不符合题意。故选A。4．（2023·湖南长沙·校考三模）下列关于金刚石、石墨、C60的说法中不正确的是（）A．它们都是由原子构成B．金刚石硬度大，可用来切割大理石C．石墨具有滑腻感，可用作润滑剂D．它们的原子排列方式不同，所以物理性质存在巨大差异【答案】A【详解】A、金刚石和石墨都是由原子构成的，C60是由分子构成的，故A说法不正确；B、金刚石是天然存在的最硬的物质，金刚石硬度大，可用来切割大理石，故B说法正确；C、石墨具有滑腻感，可用作润滑剂，故C说法正确；D、金刚石、石墨、C60的物理性质差异很大，是因为它们的碳原子排列方式不同，故D说法正确；故选A。5．下列关于碳单质的说法中不正确的是（）A．金刚石、石墨都由碳元素组成，结构相同B．C60由C60分子构成C．常温下石墨的化学性质不活泼D．石墨能用于制电极、电刷【答案】A【详解】A、金刚石、石墨都由碳元素组成，金刚石是网状结构，石墨是层状结构，所以结构不同，故A不正确；B、C60由C60分子构成，故B正确；C、石墨是由碳元素组成的单质，常温下石墨的化学性质不活泼，故C正确；D、石墨具有导电性，能用于制电极、电刷，故D正确；故选A。6．（2022秋·河南平顶山·九年级统考期末）分类是化学学习的一种有效方法。下列物质按照单质、化合物、混合物的顺序排列的是（）A．液氧、氯酸钾、大理石 B．干冰、氨气、空气C．铁、五氧化二磷、冰水共存物 D．、氧气、过氧化氢溶液【答案】A【分析】单质是由同种元素组成的纯净物；化合物是由不同种元素组成的纯净物；混合物是由多种物质组成的。【详解】A、液氧是由氧元素组成的纯净物，属于单质；氯酸钾是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其他杂质，属于混合物，故A符合题意；B、干冰是固态的二氧化碳，是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；氨气是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；空气是由氮气、氧气等多种物质生成的，属于混合物，故B不符合题意；C、铁是由铁元素组成的纯净物，属于单质；五氧化二磷是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；冰是固态的水，冰水共存物是由水一种物质组成的，属于纯净物，故C不符合题意；D、C60是由碳元素组成的纯净物，属于单质；氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质；过氧化氢溶液是由过氧化氢和水组成的，属于混合物，故D不符合题意；故选：A。7．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）下列化学观念不正确的是（）A．物质的性质决定了物质的用途 B．所有物质都能无条件转化C．物质既有天然存在的也有人工创造的 D．物质的性质与组成、结构有关【答案】B【详解】A、物质的性质决定了物质的用途，物质的用途反映物质的性质，故A说法正确；B、物质相互转化时，有的需要反应条件，有的不需要反应条件，故B说法错误；C、物质既有天然存在的，属于天然物，也有人工创造的物质，属于人造物，故C说法正确；D、物质的性质与组成、结构有关，故D说法正确。故选B。8．（2022秋·河北保定·九年级校联考期中）下列有关碳和碳的氧化物的说法不正确的是（）A．金刚石和石墨物理性质相差很大的原因是碳原子排列方式不同B．碳具有可燃性C．CO2是空气污染物，是空气质量监测内容D．CO有剧毒，使用时注意通风【答案】C【详解】A.金刚石和石墨的物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同，故选项A说法正确；B.碳具有可燃性，在氧气不充足，燃烧不充分的条件下生成一氧化碳，在氧气充足，燃烧充分的条件下生成二氧化碳，故选项B说法正确；C.二氧化碳属于空气的成分，不是空气污染物，不属于空气质量检测的内容，故选项C说法不正确；D.CO有剧毒是因为一氧化碳极易与血红蛋白结合，导致缺氧，因此使用时需要注意通风，故选项D说法正确。故选：C。9．（2023·辽宁·统考中考真题）央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是（）A．质软 B．导电性 C．可燃性 D．常温稳定性【答案】D【详解】墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，与质软无关，与碳的导电性无关，与碳的可燃性无关，体现了碳单质具有的性质是常温稳定性。综上所述：选择D。10．（2021·广东深圳·统考模拟预测）下图是碳与其他物质之间的性质关系(“－”表示物质间可发生反底，“→”表示物质间可发生转化，反应条件及部分生成物已省略)，下列说法正确的是（）A．反应①前后碳元素化合价不变B．反应②前固体要混合均匀，增大接触面积C．反应③前后固体质量增加，不符合质量守恒定律D．反应④中与质量比为，一定只生成【答案】B【详解】A、反应①是二氧化碳和碳高温反应生成一氧化碳，二氧化碳中碳元素为+4价，碳单质中碳元素化合价为0，一氧化碳中碳元素为+2价，碳元素化合价改变。错误；B、反应物混合均匀可以增加反应物的接触面积，有利于反应充分快速的进行，所以反应②前固体要混合均匀，增大接触面积，正确；C、反应③是铜和氧气加热生成氧化铜的反应，根据质量守恒定律参加反应的反应物的质量等于生成的生成物的质量，则生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量和氧气的质量，所以固体质量增大，该反应符合质量守恒定律，错误；D、根据，参加反应的碳和氧气的质量比为12:32=3：8时，只生成二氧化碳，错误；故选B。11．（2023·广东汕头·校考二模）神奇的“碳”，多姿的“碳”世界。(1)常见的碳单质化学性质相似，物理性质差别很大的原因是。(2)《天工开物》有关墨的制作提到：凡墨，烧烟凝质而为之，“烟”最可能是。用墨书写或绘制的字画能够长时间保存而不变色，这是因为常温下碳的不活泼。活性炭和“烟”的主要成分相同，工业上用于脱色制白糖，这是利用了活性炭的作用。(3)已知，水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上，利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，该滤膜允许（填“水分子”或“金属离子”）通过，据此可预测该滤膜在净水领域中的应用：。(4)中国科技大学研究组以金属钠和二氧化碳在和800个大气压的条件下，成功得到金刚石，同时生成碳酸钠（），反应的化学方程式为。【答案】(1)碳原子的排列方式不同(2)碳的固体小颗粒化学性质吸附(3)水分子淡化海水(4)4Na+3CO2C+2Na2CO3【详解】（1）碳单质的物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同。（2）墨的制作提到：凡墨，烧烟凝质而为之，“烟”最可能是碳不完全燃烧产成的炭黑，即碳的固体小颗粒。用墨书写或绘制的字画能够长时间保存而不变色，这是因为常温下碳的化学性质不活泼，不容易与其他物质发生反应。活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，故工业上用于脱色制白糖，这是利用了活性炭的吸附作用。（3）水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上，利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，该滤膜允许水分子通过，金属离子不能通过，据此可预测该滤膜在净水领域中的应用是淡化海水。（4）金属钠和二氧化碳在440°C和800个大气压的条件下生成碳和碳酸钠，该反应的化学方程式为4Na+3CO2C+2Na2CO3。12．（2023秋·河南驻马店·九年级校考期末）化学与人类社会密不可分，请用化学知识回答下列问题。(1)我国古代用墨书写或绘制的字画能长久保存而不变色，其原因是。(2)金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是。【答案】(1)常温下碳的化学性质不活泼(2)碳原子排列方式不同【详解】（1）墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，古代书画家用墨汁（由炭黑制成）绘制的水墨画经久不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼；（2）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，由于金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，因此它们物理性质差异很大，金刚石很硬而石墨却很软；13．（2023秋·山西阳泉·九年级校考期末）复兴号列车是由我国铁路总公司牵头组织研制动车组列车。(1)列车利用碳滑板与接触网接触来获取电。碳滑板通常用石墨制成，是因为石墨具有性；石墨在常温下，受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化，说明其化学性质。(2)列车轨道建设中常用铝和氧化铁（化学式为Fe2O3）在高温条件下发生反应，：Fe2O3＋2AlX＋2Fe，则X的化学式为。【答案】(1)导电稳定（或不活泼）(2)Al2O3【详解】（1）碳滑板通常用石墨制成，是因为石墨具有导电性。石墨在常温下，化学性质常温下不活泼，所以石墨受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化。（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Fe、O、Al的个数分别是2、3、2，生成物中含Fe、O、Al的个数分别是2、0、0，故生成物中还应含3个O、2个Al，故X的化学式为Al2O3。14．（2022秋·重庆永川·九年级统考期中）碳在地壳中的含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广。根据所学知识回答：(1)图①为碳原子结构示意图，碳原子最外层电子数为，常温下碳的化学性质（填“活泼”或“不活泼”）。(2)图②、③、④对应三种碳单质：图②单质的名称是，图③单质的名称是，图④单质的名称是。(3)C为+4价，Cl为1价，由C和Cl组成的化学式为。(4)15g碳与24gO2充分反应，当反应停止后，剩余气体中包含。A．CO B．CO2O2 C．COCO2 D．COCO2O2【答案】(1)4不活泼(2)金刚石石墨C60(3)CCl4(4)C【详解】（1）由碳原子结构示意图可知，碳原子的最外层电子数为4；碳原子的最外层电子数为4，不易得电子，也不易失电子，故常温下碳的化学性质不活泼；（2）由碳单质的结构可知，图②的碳原子的排列是空间网状结构，具有这种结构的单质的名称是金刚石；图③是层状结构，具有这种结构的单质的名称是石墨；图④是足球状，具有这种结构的单质的名称是C；（3）由在化合物中正负化合价的代数和为零的原则可知，C为+4价，Cl为1价，由C和Cl组成的化合物的化学式为：CCl4；（4）碳燃烧生成二氧化碳：，参加反应的碳和氧气的质量比为：12:32=3:8，碳燃烧生成一氧化碳：，参加反应的碳和氧气的质量比为：24:32=3:4=6:8，而碳和氧气的质量比为：15g：24g=5:8，大于3:8，小于6:8，故当反应停止后，剩余气体中包含一氧化碳和二氧化碳。故选C。15．（2023春·黑龙江绥化·八年级统考期末）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。(1)金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是。(2)活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有的结构。(3)在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是。(4)石墨在一定条件下转化为金刚石，该反应属于(填“物理”或“化学”)变化。【答案】(1)碳原子排列方式不同(2)疏松多孔(3)碳的化学性质常温下很稳定(4)化学【详解】（1）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差异较大，其原因是它们的碳原子排列方式不同。（2）结构决定性质，活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。（3）碳素墨水中含有碳，碳原子的核外最外层电子数是4，在反应中既不容易得电子，也不容易失电子，所以常温下碳的化学性质很稳定，故用碳素墨水书写的图书档案可长久保存。（4）石墨在一定条件下转化为金刚石，有新物质金刚石生成，属于化学变化。16．在这一化学反应中，得到氧元素，发生氧化反应，具有（填“氧化性”或“还原性”）。【答案】C/碳还原性【详解】在这一化学反应中，碳在该反应中夺取了氧化铜中的氧元素，碳得到氧元素，发生氧化反应，具有还原性。17．如图所示的装置可进行多个实验。(1)如果通入的CO中含有少量的CO2，欲将CO2转化为CO，装置中应盛放的物质是(填化学式)。(2)如果通入的CO2中含有少量O2，欲除去O2，装置中应盛放的物质是(填化学式)。【答案】(1)C(2)Cu【详解】（1）二氧化碳在高温下能与碳反应生成一氧化碳，如果通入的CO中含有少量的CO2，欲将CO2转化为CO，则装置中含有的物质为碳，答案为：C；（2）铜在加热的情况下能与氧气反应生成黑色的氧化铜，如果通入的CO2中含有少量O2，欲除去O2，装置中应盛放的物质是铜，答案为：Cu；18．阅读下面科普短文：2004年，科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（有人称为石墨烯），石墨烯是世界上导电性最好的材料，其目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。另外，纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团，影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡。随着科技水平的提升，石墨烯作为一种基本材料，其应用会有越来越多的可能。请依据文章内容回答下列问题：(1)石墨烯与金刚石的组成元素相同，但石墨烯有良好导电性，而金刚石却没有导电性，原因是。(2)石墨烯和“全碳气凝胶”都是由碳原子构成，四幅图中表示石墨烯结构的是_________________（填标号）。A． B．C． D．(3)石墨烯应用占比最高的领域是。(4)下列说法错误的是___________________。A．石墨烯可用于制作新能源电池B．石墨烯在常温下化学性质很活泼C．“全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏(5)写出石墨烯充分燃烧的化学方程式。【答案】(1)碳原子的排列方式不同(2)A(3)电子领域(4)B(5)C+O2CO2【详解】（1）石墨烯与金刚石都是由碳原子构成，但是两物质中碳原子的排列方式不一样，则物理性质有差异，石墨烯可以导电，金刚石不导电；（2）石墨中碳原子为层状排列，每一层内碳原子排列成正六边形，一个个正六边形排列成平面网状结构，石墨烯是从石墨中分离出单层的石墨片，结合图示可知A选项中符合；故选A；（3）根据石墨烯在不同领域的应用分布图可知，石墨烯在电子领域应用占比最高；（4）A、石墨烯是世界上导电性最好的材料，则可以用于制造电池的电极，故选项说法正确；B、石墨烯是由碳原子构成，属于碳单质，碳在常温下化学性质稳定，故选项说法错误；C、“全碳气凝胶”是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍，则可处理海上石油泄漏，故选项说法正确；故选B；（5）石墨烯是由碳原子构成，属于碳单质，碳与氧气充分燃烧后生成二氧化碳，化学反应方程式为：C+O2CO2。19．（2023秋·安徽蚌埠·九年级统考期末）芯片的制造代表一个国家的科技水平，芯片的主要成分是硅，如图是工业上以石英砂（）为主要原料制取高纯硅的流程。查阅资料：“精馏”是蒸馏的一种，其原理是利用混合物各成分的沸点不同，将物质分离出来。(1)流程中将焦炭粉碎的目的是；(2)硅的结构与金刚石相似，都是由（填“分子”“原子”或“离子”）构成的；(3)写出步骤①反应的