Question

2．金剛石、石墨和C₆₀是碳元素的同素異形體，請思考下列問題：
（1）設計一個實驗證明金剛石、石墨和C₆₀都是由碳元素組成的．
（2）金剛石價格昂貴，石墨則價格低廉，那么，能不能把石墨轉化為金剛石．
（3）大膽想象，對于C₆₀這種結構獨特的物質，化學家們可能進行哪些研究．
（4）關于金剛石、石墨和C₆₀，你是否還有其他有趣的想法和奇妙的問題．

Answer 1

分析 碳燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
一定條件下，石墨能夠轉化成金剛石．

解答 解：（1）實驗方案：取等質量的金剛石、石墨和C₆₀分別在純凈的氧氣中燃燒，將產生的氣體通入足量澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，過濾、洗滌、稱量沉淀，如果稱得沉淀的質量是原固體質量的$\frac{25}{3}$倍，則可證明金剛石石墨和C₆₀都是單質．
（2）在高溫高壓、有催化劑存在的條件下，石墨能夠轉化成金剛石．
（3）C₆₀是一種籠狀結構，這種結構獨特的物質，化學家們可能進行的研究是：利用C₆₀儲存某些物質，也可以探究在這種籠狀結構內進行某些反應等．
（4）對于金剛石、石墨和C₆₀來說，能否以低成本、低能耗把石墨或C₆₀轉化成金剛石．

點評 碳元素形成的單質很多，各有其特點和用途，要注意掌握．