《金剛石、石墨和C60》學(xué)案2

1、PAGE 8/8課題1 金剛石、石墨和C60由同種元素組成的純凈物叫做什么?(單質(zhì)) 同種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎?可以。例如：氧元素組成氧氣和臭氧；磷元素組成紅磷和白磷。碳元素也可以組成不同的單質(zhì)! 研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)。這就是我們今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容。一、碳的單質(zhì) 1.金剛石（展示實(shí)物圖片；觀察后描述金剛石的物理性質(zhì)）A（1）物理性質(zhì)： 、 、 。是天然最硬的物質(zhì)。加工琢磨后璀璨、奪目有光澤。（2）用途：金剛石很硬 ，可以用來 、 ，也可以作 。加工琢磨后璀璨、奪目有光澤，可做 。飾品鉆石玻璃刀刻畫玻璃切割大理石鉆探機(jī)鉆頭2.石墨（展示實(shí)物圖片；觀察后猜想石墨的物

2、理性質(zhì)）石墨B（1）物理性質(zhì)： 、 、 、 。石墨在紙上劃過留下痕跡石墨 ；有滑膩感具有 ；具有優(yōu)良的 ；耐 。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想：石墨是否具有導(dǎo)電性。【實(shí)驗(yàn)探究1】石墨的導(dǎo)電性（1）取廢舊電池中的碳棒接通電源后，觀察燈泡是否發(fā)亮；（2）用自已的鉛筆連接在一起，接通電源后，觀察燈泡是否發(fā)亮。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。猜想正確。（2）用途： 等?！舅伎肌繛槭裁唇饎偸褪奈锢硇再|(zhì)有這么大差異呢？【分析】觀察模型A、B圖片?！窘Y(jié)論】它們的 不同。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途?！痉治觥砍私饎偸褪酝猓钪羞€常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們都是由石墨的微小晶體與少量雜質(zhì)構(gòu)成的。【實(shí)驗(yàn)探究2

3、】木炭和活性碳的吸附性（放視頻）實(shí)驗(yàn)步驟：（1）把木炭烘烤后放涼； （2）把放涼的木炭分別放入盛NO2和溶有紅墨水的瓶中，振蕩。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：NO2瓶中的 ， ；液體中 消失，變?yōu)?。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：木炭活性炭具有 ?！舅伎肌繛槭裁茨咎?、活性炭具有吸附性？請(qǐng)看電鏡下木炭的結(jié)構(gòu)：【結(jié)論】木炭、活性炭具有 ，表面積大，具有較強(qiáng)的 。木炭活性炭的用途：防毒面具里的 ；冰箱中的 ；制糖工業(yè)的 ；_。3.C60 隨著科技的發(fā)展，新形態(tài)的碳單質(zhì)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)，其中取得重要進(jìn)展的是C60分子，另外還有碳納米管等。C60分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成，分子形似足球，又名足球烯。這種足球結(jié)構(gòu)的分子很穩(wěn)定。它應(yīng)用于材料科

4、學(xué)、超導(dǎo)體等方面的研究正在進(jìn)行中?！窘Y(jié)論】1.碳單質(zhì)木炭活性炭焦炭炭黑 2.三種碳的單質(zhì)中碳原子的排列不同造成了性質(zhì)上的差異。即：決定反映決定反映物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)的用途請(qǐng)你欣賞鄭板橋【思考】這些古代的字畫為什么能保存到現(xiàn)在呢？碳原子的核電荷數(shù)是6，最外層有4個(gè)電子，得4個(gè)電子或失4個(gè)電子都不容易，所以常溫下， 。如果溫度升高，碳是否會(huì)發(fā)生一些反應(yīng)呢？二、碳的化學(xué)性質(zhì)1.碳具有可燃性（如右圖所示這是蜂窩煤燃燒時(shí)的情況）（1）下部：_ 點(diǎn)燃 _（2）中部：_ 點(diǎn)燃 _ _ 高溫 _（3）上部：_ 點(diǎn)燃 _這就是冬季人們?yōu)榱擞?，常將門窗緊閉，用煤爐取暖往往會(huì)發(fā)生中毒事故的原因?！緦?shí)

5、驗(yàn)探究3】探究碳與氧化銅的反應(yīng)(放視頻)實(shí)驗(yàn)步驟：把烘烤過的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺(tái)上。試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管（如圖），用酒精燈加熱混合物。然后撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上，觀察現(xiàn)象并分析。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： ， _實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。 _2.碳具有還原性（與某些氧化物反應(yīng)） 【分析】從分子組成上看：CuO轉(zhuǎn)變?yōu)镃u 失去了氧，類似這樣的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)；C 轉(zhuǎn)變?yōu)?CO2 得到了氧，類似這樣的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。是碳奪走了CuO 中的氧，氧化銅失去氧變成銅，發(fā)生了還原反應(yīng)；是 ，碳具有 。是氧化銅讓碳發(fā)生了 ，氧化銅具有 。還原反應(yīng)：含

6、氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。還原性：能奪走含氧化合物里的氧的物質(zhì)具有還原性?！菊n堂練習(xí)】1.指出下列兩個(gè)反應(yīng)中具有還原性的物質(zhì)，具有氧化性的物質(zhì)。2Fe2O3 + 3C 高溫 4Fe + 3CO2 C + CO2 高溫 2CO _具有還原性,_具有氧化性； _具有還原性,_具有氧化性2.金剛石、石墨、C60都是碳元素組成的單質(zhì)，關(guān)于他們的說法正確的是_碳原子的排列不同；化學(xué)性質(zhì)相似；物理性質(zhì)相似；是同一種物質(zhì)；完全燃燒都生成二氧化碳；都是黑色固體。3.碳的單質(zhì)中，質(zhì)地較軟，常用作電極的是【 】A.金剛石 B.活性炭 C.炭黑 D. 石墨4.輕軌電車開動(dòng)時(shí)，電車與架空電線的接觸點(diǎn)由于高速摩擦?xí)a(chǎn)

7、生高溫，因此接觸點(diǎn)上的材料應(yīng)該具有高溫、不易氧化、能導(dǎo)電的性質(zhì)，你認(rèn)為接觸點(diǎn)上的材料應(yīng)選用【 】A.金剛石 B.鋁 C.石墨 D. 銅【基礎(chǔ)鞏固】1.金剛石、石墨和 C60 都是 元素組成的單質(zhì)。2. 根據(jù)下列物質(zhì)的性質(zhì)，寫出其對(duì)應(yīng)的一種或幾種用途（1）金剛石的硬度很大； ；（2）石墨的導(dǎo)電性能好： ；（3）活性炭的吸附性強(qiáng)： ；（4）單質(zhì)碳具有還原性： ；（5）常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑： ；（6）碳燃燒時(shí)放出大量的熱： 。3.石墨炸彈爆炸后，釋放出大量纖維狀的石墨，它們覆蓋在發(fā)電廠的設(shè)備上，造成設(shè)備短路而停電。試解釋這是為什么。4.木頭電線桿或木樁埋入地下之前，常把買入地下的一段木頭稍稍烤焦

8、。這是為什么？5.向盛有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的集氣瓶里投入幾塊木炭，為什么紅棕色會(huì)消失？6.寫出碳在高溫時(shí)還原氧化銅的化學(xué)方程式，并計(jì)算要使80g氧化銅完全還原，需要碳的質(zhì)量至少是多少？ 【能力提高】1. 在2CuO + C 高溫 2Cu + CO2反應(yīng)中，氧化銅失去 _變成_ _,_ _得到氧, CuO發(fā)生_ _反應(yīng)，木炭粉有 _ _性。在Fe2O3 + 3H2 高溫 2Fe + 3H2O 反應(yīng)中，氧化鐵失去 變成 ， 得到氧, Fe2O3發(fā)生_ _反應(yīng)，氫氣有 _ _性。2.下列性質(zhì)中，不屬于碳的化學(xué)性質(zhì)的是【 】 A.穩(wěn)定性 B.吸附性 C.可燃性 D.還原性3.下面關(guān)于用木炭還原氧化銅的

9、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的說法中，符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是【 】A.黑色粉末無變化，澄清石灰水變渾濁 B.黑色粉逐漸變紅色，石灰水無變化C.黑色粉逐漸變紅色，澄清石灰水變渾濁 D.黑色粉末和澄清石灰水都變紅色4下列對(duì)一些事實(shí)的解釋錯(cuò)誤的是【 】事 實(shí)解釋 A書寫檔案規(guī)定必須使用碳素墨水 碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定B石墨能夠做電池的電極材料石墨能夠?qū)щ?C焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來焦炭具有氧化性 D制糖工業(yè)中用活性炭來脫色以制白糖活性炭具有吸附性【歷史回顧】甲乙澄清的石灰水止水夾澄清的石灰水C+CuO某中學(xué)化學(xué)興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固

10、體出現(xiàn)。他們決定對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)。 C+CuO【提出問題】暗紅色的固體是什么？如何選擇合適的條件，使木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯？【查閱資料】銅有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為-2，碳的化合價(jià)為+4或-4?！静孪肱c假設(shè)】（1）同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測(cè)它的化學(xué)式為 。（2）同學(xué)們還認(rèn)為，通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)、質(zhì)量比，以及反應(yīng)裝置，可以使該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況。【分析與交流】（1）小吳建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為這樣建議的原理是 。（2）小周建議用乙裝置替代甲裝置。與甲相比較，乙裝置中將試管直立放 置的作用是 。（3）對(duì)下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例，小施建議選擇 (填選項(xiàng)序號(hào))的比例。A. 323 B. 403 C. 483你認(rèn)為小施這樣選擇的理由是 ?！緦?shí)驗(yàn)與結(jié)論】同學(xué)們決定按改進(jìn)后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們?cè)跈z驗(yàn)了乙裝置的 后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時(shí)， （填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭