初三化学第四单元物质构成的奥秘：课题1　金刚石、石墨和C

　　一、碳的单质

　　金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但由于结构中碳原子的排列方式不同，因此它们的性质存在着较大的差异，而性质的差异又导致它们具有不同的用途。

　　由此可见，在学习中应体会物质的结构、性质和用途之间的关系，即结构决定性质，性质决定用途；反过来，用途反映了性质，性质反映了结构。

　　初三化学第四单元物质构成的奥秘：课题1　金刚石、石墨和C1

　　【例题1】请阅读下列两则信息，然后回答问题。

　　1. 金刚石、石墨和C60的比较

	金刚石	石墨	C60
结构特点	正八面体形状的固体	层状结构的细磷片状固体	由60个碳原子构成的分子，形似足球
导电性	几乎不导电	良好	几乎不导电
硬度	天然存在的最硬物质	质软	质脆
用途	钻头、刻刀、装饰品	电极、铅笔芯、润滑剂	应用于材料科学、超导体等领域

2.无定形碳——木炭、活性炭

物质类别	混合物（由石墨的微小晶体和少量杂质构成）
结构	疏松多孔
主要物理性质	吸附性（活性炭的吸附性强于木炭）
用途	去异味、吸附毒气、脱色等

(1)请找出物质的结构决定其性质的两个例子；

　　(2)请找出物质的性质决定其用途的两个例子；

　　(3)请你以生活中的事实,再举出物质的性质决定用途的例子。

　　【解析】从信息中我们可以提炼出物质的结构决定性质，性质决定用途的多个例子，在今后的化学学习中，要学会运用从分析物质的结构入手，推测物质的性质，进而推断物质的用途的方法。

　　【答案】（1）木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此它们具有吸附性；C60分子结构形似足球，可能具有特殊的性质；（或石墨是细磷片状结构，轻轻在纸上划过就会使“磷片”脱落，在纸上留下痕迹，因此可以制铅笔芯）；（2）金刚石硬度大，可用来刻画玻璃；石墨具有导电性，可用作电极（或活性炭具有吸附性，可用于制糖时作脱色剂）；（3）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救；木炭可燃，用作燃料。

　　初三化学第四单元物质构成的奥秘：课题1　金刚石、石墨和C2

【例题2】如右图所示，向盛有红棕色气体的烧瓶中投入若干块木炭，连接好装置，稍待片刻，能看到的现象是：

　　（1）-_______________________________________；

　　（2）_______________________________________。

　　原因是-______________________________________。

　　木炭为什么具有这种性质？_________________________________________________。

　　【解析】木炭具有疏松多孔的结构，因此木炭具有吸附性，它将烧瓶中吸附到其表面，使烧瓶中气体量减少，故烧瓶中气体的红棕色变浅，压强也减小，水会被压入烧瓶中。

　　【答案】（1）瓶内的红棕色逐渐变浅（2）会有水倒流入烧瓶中木炭吸附了红棕色气体，烧瓶内气压低于大气压强，因此水被压入烧瓶中木炭具有疏松多孔的结构

　　二、碳的化学性质

　　在常温下碳的化学性质稳定。在点燃或高温的条件下碳有如下化学性质。

　　1.可燃性

　　2.还原性（与氧化物反应）

　　【例题3】在做氧化铜与木炭反应的实验时，往往会发现反应后试管中仍有黑色固体。小明对此进行了探究，并邀请你一起参与。

　　［提出问题］氧化铜与木炭充分反应结束后，试管中的黑色固体是什么？

　　［猜想或假设］可能是①________________________；②________________________。

　　［查阅资料］铜、木炭都不与稀硫酸反应，而氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液。

　　［实验与结论］小明设计的实验方案是：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象。

　　如果猜想①正确，现象应该是；

　　如果猜想②正确，现象应该是。

　　［实验设计］科学探究的方法有多种，请你再设计2种方法来证明小明的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论

【解析】本题中由于氧化铜与木炭充分反应，生成物铜是红色固体，而此反应结束后试管中存在的黑色固体应该是过量的氧化铜或过量的木炭。用实验来鉴别黑色固体是木炭还是氧化铜，鉴别方法有多种：①加稀硫酸；②灼烧；③与已知的氧化铜混合加强热等。

　　【答案】①氧化铜②木炭黑色固体全部溶解，溶液由无色变成蓝色黑色固体不溶解，溶液颜色不变

实验步骤	实验现象	实验结论
将黑色固体放在空气中灼烧	若有火星出现，且黑色固体逐渐减少	黑色固体为木炭
将黑色固体与已知的氧化铜混合加强热	有光亮的红色固体出现	黑色固体为木炭