师：同学们，今天我们一起来学习人教版化学九年级上册第六单元课题一：金刚石、石墨和C60。我们知道，丰富多彩的物质世界是由元素组成的，不同元素可以组成不同物质，比如氧气由氧元素组成，氢气由氢元素组成，水由氢、氧两种元素组成。那么，同一种元素可以组成不同物质吗？像氧气和臭氧都由氧元素组成，红磷和白磷都由磷元素组成。

　　师：由同种元素组成的物质一定是单质吗？

　　生：不一定。

　　师：没错，由同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物。这是因为同一种元素能组成不同物质，所以在叙述单质概念时，一定要强调是由同种元素组成的纯净物。除了氧元素、磷元素，碳元素也能组成不同单质。研究表明，透明的金刚石、灰色的石墨和足球状的C60都是由碳元素组成的单质。

　　师：由同种元素组成的金刚石、石墨、C60，它们的性质相同吗？接下来我们就一起认识一下它们。大家在日常生活中见过金刚石吗？提到金刚石，很多人可能首先想到钻石。图片上是一些世界著名的钻石。金刚石有各种颜色，但纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体，地壳中含极少量金刚石。天然采集到的金刚石经仔细研磨后，可成为璀璨夺目的装饰品——钻石。这是金刚石的结构，碳原子呈立体网状排列，原子之间作用力较强，这决定了金刚石硬度大，它是天然存在的最硬的物质。这就是我们所说的，物质的结构决定其性质。坚硬是金刚石最重要的性质之一，利用这个性质，金刚石可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层等，这体现了物质的性质决定其用途。我们用这样一张表格来总结一下金刚石的性质和用途：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，经仔细琢磨后可成为璀璨夺目的钻石；它是天然存在的最硬的物质，所以可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、装在钻探机钻头上钻凿坚硬岩层等。

　　师：认识了金刚石，我们再来看碳的另一种单质——石墨。这是石墨的照片，大家从照片中能得出石墨有什么性质呢？

　　生：石墨是一种深灰色，有金属光泽但不透明的细鳞片状固体。

　　师：非常好。这是石墨的结构，碳原子呈层状排列，各层之间作用力较弱，这决定了石墨是很软的矿物，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。这些性质决定了它有如下用途：用石墨和黏土粉末混合可制铅笔芯；因为石墨有导电性，可用作电刷、电极等；由于石墨耐高温，可制成坩埚来熔炼金属。

　　师：自行车淋雨后，车锁常会出现不易打开的现象，如果在锁内注油润滑，开锁后的钥匙上沾满油污，不便携带，大家有什么更好的方法吗？

　　生：可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里。

　　师：为什么呢？

　　生：因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨有滑腻感，可做润滑剂。

　　师：那大家知道铅笔里真的含铅吗？铅笔上的HB又表示什么意思呢？

　　生：铅笔芯中不含铅，除了石墨，还含有少量黏土等。

　　师：没错，铅笔上印有H和B，是铅笔铅芯的硬度标志，一般用H表示硬质铅笔，B表示软质铅笔，HB表示软硬适中的铅笔，F表示硬度在HB和H之间的铅笔。H前面的数字越大，表示铅芯越硬，颜色越淡；B前面的数字越大，表示铅芯越软，颜色越黑。我们用这样一张表格来总结一下石墨的性质和用途：石墨是深灰色，有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，质软，在纸上划过能留下深灰色痕迹，可用于制铅笔芯；石墨具有优良的导电性能，可用作电极；石墨有滑腻感，可做润滑剂。接下来，我们通过一段视频对所学的金刚石和石墨的性质和用途做一个回顾。

　　（播放视频）

　　师：结合视频，我们用这样一张表对比一下金刚石和石墨的性质和用途。在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，这些物质的主要成分也是碳单质，它们的结构与石墨类似。还记得这两幅图吗？上图所示是利用了活性炭的什么性质？

　　生：活性炭具有吸附能力。

　　师：不仅活性炭，木炭等也具有吸附能力。我们来看一个实验：木炭吸附溶液中的色素。向装有适量水的锥形瓶中滴加几滴红墨水，摇匀，溶液呈浅红色。将适量烘烤活化过的木炭投入锥形瓶中，充分摇荡后静置澄清。大家看到了什么现象？

　　生：红色的溶液颜色变浅了。

　　师：为什么会这样呢？

　　生：因为木炭具有吸附能力，吸附掉了溶液中的色素。

　　师：由实验可知，液体的颜色由红色逐渐变浅，最终退为无色。这是因为木炭具有吸附能力，吸附了液体中的色素，使液体颜色变浅，直至无色。木炭和活性炭为什么具有吸附能力呢？这是电子显微镜下看到的木炭结构。木炭和活性炭具有较强的吸附能力，是由它们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部疏松多孔，跟气体或溶液接触的表面积就很大，所以很容易吸附一些气体或色素等物质。活性炭制备过程中采用高压水蒸气将孔中的油除去，所以单位质量活性炭的表面积比木炭大得多，因而活性炭的吸附作用比木炭更强。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。随着社会的发展，活性炭的应用范围不断扩大，如城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时都要用到活性炭，人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体等等。除了木炭和活性炭，焦炭和炭黑也有很多用途，我们把这几种物质的用途用这样一张表来总结一下：木炭可用于燃料、火药制作以及食品工业的吸附剂等；活性炭可用于防毒面具中过滤空气、水的净化处理剂以及制糖工业脱色剂等；焦炭可用来冶炼金属、生产水煤气等；炭黑用于黑色颜料制作墨汁、油墨以及做橡胶的耐磨增强剂等。