Question

2．金刚石、石墨和C₆₀是碳元素的同素异形体，请思考下列问题：
（1）设计一个实验证明金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的．
（2）金刚石价格昂贵，石墨则价格低廉，那么，能不能把石墨转化为金刚石．
（3）大胆想象，对于C₆₀这种结构独特的物质，化学家们可能进行哪些研究．
（4）关于金刚石、石墨和C₆₀，你是否还有其他有趣的想法和奇妙的问题．

Answer 1

分析 碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
一定条件下，石墨能够转化成金刚石．

解答 解：（1）实验方案：取等质量的金刚石、石墨和C₆₀分别在纯净的氧气中燃烧，将产生的气体通入足量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，过滤、洗涤、称量沉淀，如果称得沉淀的质量是原固体质量的$\frac{25}{3}$倍，则可证明金刚石石墨和C₆₀都是单质．
（2）在高温高压、有催化剂存在的条件下，石墨能够转化成金刚石．
（3）C₆₀是一种笼状结构，这种结构独特的物质，化学家们可能进行的研究是：利用C₆₀储存某些物质，也可以探究在这种笼状结构内进行某些反应等．
（4）对于金刚石、石墨和C₆₀来说，能否以低成本、低能耗把石墨或C₆₀转化成金刚石．

点评 碳元素形成的单质很多，各有其特点和用途，要注意掌握．