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课题1金刚石、石墨和C60一、考点聚焦：(一)、碳的几种单质1、金刚石（C）是自然界中最_的物质，可用于_等。2、石墨（C）是一种_色，有_光泽不透明细鳞片状的固体，石墨很_，在纸上划过能留下_痕迹，可做_。有优良的润滑性，可做_。有导电性，可用于制_、干电池的_、电车的滑块等金刚石、石和墨C60的物理性质有很大差异的原因是_。3、木炭：具有_的结构，因此具有_能力，可用来吸附食品和工业产品里的_和有_的物质。活性炭的_能力比木炭还要强，可填充防毒面具的滤毒罐，_毒气，以及脱色制白糖。4、C60分子是一种由_个碳原子构成的分子，形似_其结构很_。应用于_、_等方面 (二)、单质碳的化学性质:1、常温下的化学性质_,随着温度的升高，活动性_2、可燃性:完全燃烧(氧气充足),生成_: _(写化学反应方程式)不完全燃烧(氧气不充足),生成_：_(写化学反应方程式) 3、还原性：_ （化学方程式）（吸、放）_热反应， 应用：_工业现象：黑色粉末_，石灰水_。还原氧化铁的化学方程式_复习策略：复习时按“名称结构性质用途”这条线来掌握这部分知识。【考点透视】一、考纲指要1知道不同元素可以形成不同物质，同种元素也可以形成不同物质，感受物质的多样性。2了解木炭、活性炭的吸附性。知道金刚石、石墨等碳单质的一些物理特性，初步了解它们的用途，3掌握单质碳的化学性质，并能根据碳单质的物理性质、化学性质开发其不同用途。二、命题落点金刚石、石墨在物理性质上的差异原因，木炭、活性炭的吸附性能，碳的稳定性、可燃性和还原性一直是中考的热点，题型包括选择题、填空题、简答题，难度不大。1金刚石与石墨物理性质的差异及其原因，或以足球烯C60、C70、碳纳米管等新型材料为试题背景，推测它们的结构，如例1。2利用金刚石、石墨、木炭、活性炭的性质来考查它们在日常生活和生产的用途，如例2。3对单质碳相关性质和用途的推测和探究，可根据题中所给条件推断反应物、生成物，也可以实验题的形式来考查反应的现象，如例31碳的单质不同元素可以组成不同的单质，而同一种元素也可以组成不同的单质。几种常见元素的不同单质如下表所示：常见元素碳元素氧元素磷元素形成的单质金刚石、石墨和C60氧气和臭氧白磷和红磷(1)金刚石、石墨、C60的性质及用途金刚石：无色透明、正八面体形状的固体，不导电，经加工琢磨后有夺目光泽，是天然存在最硬的物质。用途：雕琢作装饰品(钻石就是金刚石雕琢成的)；制作钻头；制作玻璃刀、刻刀。石墨：深灰色、不透明的细鳞片状固体，有金属光泽，质软，滑腻，导电性好，耐高温。用途：用于制铅笔芯(不同型号的铅笔芯，石墨含量不同，“B”值越大，石墨含量越高)、石墨电极、电刷、耐高温的润滑剂等。C60：C60分子由60个碳原子构成，形似足球，很稳定。目前应用于材料科学、超导体等方面的研究。释疑点：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的，为什么物理性质差异这么大？因为碳原子的排列方式不同啊！(2)木炭、焦炭、活性炭和炭黑木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似，通常称为无定形碳。由于木炭、活性炭的结构疏松，因此它们具有吸附性。利用这种性质可以吸附气体或溶液中的一些物质，可用作吸附剂，如木炭用来吸附食品工业里的色素和有异味的物质；活性炭用在防毒面具中吸附毒气。释疑点：（1）吸附性是物质的物理性质，吸附过程是物理变化。吸附剂与物质的接触面积越大，吸附能力越强。（2）“碳”与“炭”有什么区别吗？“碳”是元素名称，指元素；“炭”是指,碳元素组成的部分物质，如木炭、活性炭等。(1)金刚石可作玻璃刀，因为_。(2)石墨可作电池里的电极，因为_。(3)活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，因为_。(4)木炭能脱色，因为_。(5)石墨可作铅笔芯，因为_。例1.（2020.百色）石墨烯（C60）是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。金刚石、石墨、和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于三种碳单质的叙述错误的是 （ ）A.都是黑色固体 B.碳原子的排列方式不同C.在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳 D.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化例2（2020株洲）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2碳的化学性质分析碳的原子结构：，最外层电子数为4，既不易失电子，又不易得电子，所以常温下 碳的化学性质比较稳定，但随着温度的升高，碳能与许多物质发生反应。释疑点：所有碳单质的化学性质都相同吗？比如金刚石、石墨和C60以及木炭等都是由碳元素组成的，其碳原子的最外层电子的数目一样多（都是4个），因此，不同碳单质的化学性质相同。(1)碳的稳定性：常温下，单质碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，即使在日光照射或与空气、水分等充分接触，也不容易发生化学变化。如古代用墨书写或绘制的字画虽天长日久却不褪色。书写春联时要用墨汁，填写档案或签名时要用碳素笔，都利用了碳在常温下化学性质的稳定性。(2)可燃性：在点燃条件下，单质碳能在氧气(或空气)里燃烧，放出热量，碳可作燃料。氧气充足时，碳充分燃烧：CO2CO2氧气不充足时，碳不充分燃烧：2CO22CO释疑点：反应物相同，但反应物的量不同、反应物间接触面积不同或反应条件不同，则生成的产物或反应中产生的现象有可能不同。如：碳和氧气在点燃条件下反应，氧气充足时生成的是CO2，而氧气不充足时主要生成CO。(3)还原性：高温下，单质碳能和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性，像CuO失去氧一样，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。单质碳具有还原性，可作还原剂，用来冶炼金属。碳跟氧化铜的反应：C2CuO2CuCO2工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：3C2Fe2O34Fe3CO2高温下，单质碳还能与二氧化碳反应：CCO22CO谈重点：用木炭还原氧化铜的注意事项 加热固体，盛放固体的试管口都要略向下倾斜，其目的是防止加热产生的水倒流回热试管，使试管骤冷炸裂； 实验结束后，应该先将导管从澄清石灰水中取出，再停止加热，以防止液体倒流回热试管，使试管骤冷而炸裂。 该反应的温度要求很高，所以，常在酒精灯上加灯罩集中火焰。中化学方程式为：C2CuO2CuCO2。中化学方程式为：CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。【例3】根据木炭还原氧化铜实验(如下图)填空：(1)反应开始后，盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是_，说明反应中有_(填化学式)生成，被加热的试管中发生反应的化学方程式是_。(2)反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上可以看到有_色的铜，这是由于氧化铜发生了_反应。(3)图中的酒精灯上加一金属网罩的作用是_。(4)实验结束时，应先_，再_，防止_。（5）实验开始后导管口有气泡冒出，但石灰水不变浑浊原因是_，实验结束后用弹簧夹夹紧导管的目的是_。3正确认识碳元素与碳单质 (1)同种元素可组成不同单质：如O2和O3，金刚石、石墨和C60等，都是由同种元素组成的不同单质。(2)碳原子排列方式不同，决定碳单质的物理性质不同：物质的组成和结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。物质的结构、性质、用途关系密切。(3)只含一种元素的物质不一定是单质：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，二者混合后，虽然只含一种元素，但却是混合物。即：同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，但一定不是化合物。(4)石墨转化成金刚石是化学变化：因为金刚石和石墨是不同物质。(5)碳单质的化学性质相同：碳单质的物理性质不同，但其化学性质相同，常温下性质稳定，都具有可燃性、还原性。【例4】(综合题)某物质经鉴定只含有一种元素，则该物质()A肯定是一种单质 B可能是几种单质组成的混合物 C肯定是纯净物 D可能是化合物4氧化反应与还原反应（1）以木炭和氧化铜反应为例：C2CuO2CuCO2木炭夺取了氧化铜中的氧，生成了CO2，物质与氧发生的反应叫做氧化反应。氧化铜失去氧变成单质铜，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。(2)氧化剂、还原剂：氧化铜提供氧，使木炭发生氧化反应，提供氧的物质是氧化剂。木炭夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜发生还原反应，得到氧的物质是还原剂。氧化剂、还原剂都是指反应物。(3)氧化性、还原性：在反应中，物质供给氧的性质叫氧化性，如氧化铜具有氧化性；物质夺取氧的性质叫还原性，如木炭具有还原性。析规律 氧化还原反应规律还原剂有还原性，结合氧，发生氧化反应，如C；氧化剂有氧化性，失去氧，发生还原反应，如CuO。氧化反应和还原反应同时进行。【例5】(探究题)对于氧化还原反应的认识，下列说法错误的是()A对于同一个化学反应，不可能既是氧化反应又是还原反应B氧化还原反应可以从得氧失氧的角度研究化学反应C氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质，它们指的都是反应物D在木炭还原氧化铜的实验中，木炭发生了氧化反应，氧化铜发生了还原反应【例6】（2020丽水）木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a、气体产物可能是二氧化碳；b、气体产物可能是一氧化碳；c、气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物。（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应的化学方程式 。（2）如果猜想b成立，写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式 。（3）同学们设计了如下图所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分。实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为 。（4）有同学提出，从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用右图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分。请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论） 。
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