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第六單元

碳和碳化合物任課教師：熊濼課題1，金剛石、石墨和C601/17本單元摘要幾個碳單質相關性質碳主要氧化物：一氧化碳與二氧化碳二氧化碳制取方法研究2/17此“碳”非彼“炭”對于碳我們既熟悉又陌生，在我們所接觸各種物質里面和碳沾親有很多比如：二氧化碳、一氧化碳（煤氣）、碳酸鈉、碳酸鈣（石灰?guī)r）還有一些物質和炭相關比如：木炭、活性炭、煤炭誰才是正宗“碳”？有些與碳和炭都不沾邊：金剛石、石墨3/17小竅門：我們說“碳”時候是指化學元素C。而生活中“炭”是一些含有碳元素單質混合物。二氧化碳、一氧化碳、碳酸鈣是含有碳元素一些化合物。金剛石、石墨即使和“碳”不沾邊，不過它們是由碳元素組成單質。它們都能夠用化學式C來表示，不過他們是兩種不一樣物質。4/17金剛石與鉆石右圖是世界第一大鉆石，它采自著名金剛石產地南非，是金剛石原石經過精心雕琢成左圖是未經加工過金剛石原石，注意它形狀和顏色5/17金剛石特征純凈金剛石礦石是無色透明，正八面體形狀固體。有些金剛石帶有雜質顯出特殊顏色。它是已知硬度最高物質，能夠用來切削玻璃等堅硬物，也被廣泛用做磨料和鉆頭。沒有金剛鉆別攬瓷器活6/17石墨石墨是一個深灰色有金屬光澤不透明細鱗片狀固體。熔點高達3652℃石墨被用做鉛筆芯材料，越軟鉛筆芯含石墨越多，越硬鉛筆芯含石墨越少。7/17小試驗：探究石墨物理性質身邊鉛筆是隨手可得石墨起源我們能夠用指甲刮畫鉛筆芯看是否有劃痕(這是一個礦物研究慣用硬度比較法，質地堅硬物質能在比它軟物質表面劃出痕跡）結論：石墨質地很軟取兩張紙片，用手指捏擦感受其摩擦力，再在紙面用軟質鉛筆輕輕涂滿字跡（或均勻撒石墨粉）感受其摩擦力。結論：石墨能降低摩擦面阻力——有潤滑作用。手指感覺到滑膩感連接電池、燈泡、鉛筆芯，觀察此電路情況。燈泡發(fā)光，說明石墨含有良好導電性。8/17固態(tài)潤滑劑——石墨石墨有特殊滑膩感，在一些場所被用做潤滑劑在廣州、上海等城市保留著無軌電車，它經過車頂電刷與電纜相連，電刷與電纜以每小時50KM速度相互摩擦，很輕易造成磨損，而常規(guī)潤滑油又不能導電。噴氣式飛機發(fā)動機轉速很高，而且與高溫燃燒氣體接觸，普通潤滑油在這么溫度下很快就碳化結塊。物質性質決定了他們用途9/17此“炭”非彼“碳”冬天到了，很多家庭開始燃燒木炭取暖，木炭又是什么呢？一些現(xiàn)象：燒木炭房間假如不注意通風會讓人以為氣悶，嚴重時造成一氧化碳中毒。將木炭燃燒后產生氣體通入澄清石灰水變渾濁。木炭燃燒后會有灰燼。炭條和石墨一樣也能寫字畫畫10/17木炭是由石墨微小晶體和一些雜質組成,含有多孔結構。主要含有碳元素。焦炭、活性炭、炭黑與木炭組成類似。它們不像石墨那樣有固定外觀，常也稱為無定形碳試驗6-1在盛有半瓶水燒杯中，加一滴紅墨水使水略顯紅色。投入少許活性炭粉末，攪拌，過濾，觀察現(xiàn)象。木炭疏松多孔，含有一定吸附性?；钚蕴课叫Ч軓?，能夠做防毒面具吸附材料，在前面水凈化學習中我們用它來除去自然水中異味。11/17小資料：木炭與活性炭家用木炭吸附性通常不是很好，因為在炭窯燒制時候產生樹脂、油質等雜質堵塞了里面微小孔隙。如用氯化鋅溶液進行處理，就能除去沉積在炭表面油質，從而使炭孔隙增加，提升吸附能力。這種經過處理后炭就叫做活性炭。簡易活性炭制備可由以下過程來完成：

將木屑放入氯化鋅溶液中浸泡數(shù)小時，充分吸收氯化鋅后取出烘干，放入鐵皮罐中，將蓋子蓋緊（鐵皮蓋上需開一個小孔），然后加熱進行碳化至不再產生氣體時停頓加熱,再將炭屑進行漂洗以除去氯化鋅等雜質，然后進行烘干、研磨即可。高檔活性炭多用椰子殼處理后燒制成，這么得到活性炭孔隙多而且細小，吸附性能大大提升。12/17討論：金剛石、石墨、C60區(qū)分這三種物質都是由碳原子組成單質，不過他們原子之間組合方式不一樣（結構不一樣），所以表現(xiàn)出性質也不一樣。除了C60以外，科學家還有一些其它特殊碳單質發(fā)覺。13/17其它碳單質中碳原子組合方式Diamond金剛石型Buckminsterfulleren富勒烯型（C60）Graphite石墨型（10，10）Tube試管狀碳納米管。這是一個復雜類似C60碳原子組成分子。由大小不一樣碳分子球一層套一層組成，當前僅處于構想中14/17本節(jié)課我們認識了幾個碳單質金剛石物理性質：無色透明、質地堅硬固體?？捎糜谇邢鞴ぞ撸@頭，也被用做飾品。石墨物理性質：深灰色、質軟固體。導電、有滑膩感，耐高溫。能夠做潤滑劑，也被廣泛用做鉛筆芯。木炭、活性炭（無定形碳）物理性質：含有疏松多空結構，含有吸附性，用做吸附材料。幾個碳單質相同與不一樣：組成元素相同、結構差異物質結構決定性質、性質決定了用途那么大家來一起分析下，這些場所中那些性質決定了這些碳單質用途？15/171999年伊拉克發(fā)生海灣戰(zhàn)爭中，美軍為打擊伊拉克電力設施使用了一中“石墨炸彈”。這種炸彈爆炸產生大量纖維狀石墨絲，覆蓋在發(fā)電廠設施上造成設備短路而使其癱瘓？這是利用了石墨那種性質？我們做了一個簡單小試驗，用導線連接電池、石墨棒、小燈泡。我們發(fā)覺小燈泡能夠亮起來，說明石墨導電性良好。這就是石墨炸彈能夠癱瘓發(fā)電設施原因。大量導電石墨絲覆蓋在電路上，使