1. 列举你所知道的碳单质，举例说明它们的物理性质。

解：
常见的碳单质及对应的物理性质如下：
1. 金刚石：无色透明的正八面体形状固体，是天然存在的硬度最大的物质，几乎不导电。
2. 石墨：深灰色、有金属光泽的细鳞片状固体，质软，有滑腻感，具有优良的导电性。
3. 木炭/活性炭（无定形碳）：黑色固体，内部结构疏松多孔，具有很强的吸附性。
4. C₆₀：分子结构形似足球，常态下为固体，几乎不导电。

2. 我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？

解：墨的主要成分是碳单质，在常温下，碳的化学性质不活泼，不容易和空气中的物质发生化学反应，因此用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。

3. 写出碳单质与氧气反应的化学方程式。

解：
氧气充足时，碳充分燃烧：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
氧气不足时，碳不充分燃烧：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$

4. 活动用品：

解：
仪器：烧杯、试管、酒精灯、试管夹、铁架台（带铁夹）、单孔橡胶塞、玻璃导管、药匙、电池、导线、小灯泡
药品：6B铅笔芯（石墨）、活性炭、红墨水、木炭粉、氧化铜粉末、澄清石灰水
其他用品：火柴

1.【实验6-1】
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|在盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。| | |
2.【实验6-2】
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|（1）如教科书中图6-9所示，把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。| | |
|（2）打开弹簧夹，用酒精灯（可加网罩使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。| | |
|（3）然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。| | |
问题与交流
1. 木炭（或活性炭）为什么具有吸附性？举例说明木炭（或活性炭）的吸附性在生活、生产中的应用。

2. 写出木炭与氧化铜反应的化学方程式。

3. 举例说明碳单质与氧化物的反应在工业生产中的应用，并写出有关反应的化学方程式。


评价与反思

解：
1. 【实验6-1】
|现象|结论或解释|
|----|----|
|锥形瓶中略显红色的水逐渐褪色，最终变为无色|木炭（或活性炭）具有吸附性，吸附了红墨水中的有色物质|
2. 【实验6-2】
|步骤和方法|现象|结论或解释|
|----|----|----|
|（1）|试管内为均匀混合的黑色粉末，导管插入澄清石灰水后，澄清石灰水无明显变化|该步骤为实验组装操作，此时未发生化学反应|
|（2）|加热后导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊，试管内的黑色粉末中逐渐出现红色物质|高温条件下木炭和氧化铜发生反应，生成铜和二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊|
|（3）|试管冷却后倒出的粉末中存在光亮的红色固体|反应生成的铜为红色金属单质，停止加热后夹紧乳胶管是为了防止空气进入试管，避免高温下生成的铜被重新氧化|
---
问题与交流
1. 木炭（或活性炭）具有疏松多孔的结构，内部孔隙多、总表面积很大，因此可以吸附色素、异味等物质，具有吸附性。生活生产应用举例：净水装置中用活性炭吸附水中的色素和异味，制糖工业中用活性炭脱色制取白糖，防毒面具中填充活性炭吸附有毒气体。
2. $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$
3. 工业上利用碳单质的还原性冶炼金属，例如用焦炭还原氧化铁炼铁，反应的化学方程式为：$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 4Fe + 3CO_{2}↑}$；工业上还可利用碳和水蒸气的高温反应制取水煤气，反应的化学方程式为：$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$
---
评价与反思
本实验直观验证了碳单质的吸附性和还原性，加深了对"物质的性质决定用途"这一化学规律的理解。进行木炭还原氧化铜实验时，需通过加网罩的方式集中火焰提高温度，保证反应顺利发生；实验结束后要按照规范先撤出导管再停止加热，防止澄清石灰水倒吸炸裂试管，同时冷却前夹紧乳胶管，避免生成的热铜接触空气被重新氧化，保障实验成功。