第六单元 碳和碳的氧化物第一课时.docx
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第六单元碳和碳的氧化物第一课时
第六单元碳和碳的氧化物
课题1金刚石、石墨和C60(第1课时)
教学目标
知识与技能:
1、知道不同的元素可以组成不同的单质,同一种元素也可以组成不同的单质;
2、了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途;知道木炭和活性炭具有吸附性。
过程方法:
通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系;通过木炭(或活性炭)吸附作用演示实验的探究,让学生知道对比实验是研究问题的常用方法。
情感态度与价值观:
通过对碳单质新的形态的发现及其简单介绍,学生能以发展的观点看待碳的单质,认识科学的发展具有阶段性和局限性。
教学重点
物质的结构、性质和用途之间的相互关系。
教学难点
理解碳单质的微观结构与它们物理性质之间的关系。
教学过程:
一、自学导纲:
1、引入新课:
碳元素在自然界里形成物质的种类是很多的。
我们今天开始学习第六单元“碳和碳的氧化物”。
【提出问题】我们已经知道,物质由元素组成,由同种元素组成的纯净物叫做什么?
【追问】由不同种元素可以组成不同种单质,同一种元素可以组成不同的单质吗?
大家讨论。
能举例说明吗?
【小结】同种元素可能组成不同的单质。
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
2、出示导纲
3、学生自学
二、合作互动:
【实物投影】展示玻璃刀上的金刚石。
设问】金刚石其他的性质是怎样的?
它有何用途?
自主学习教材104页。
【总结归纳】引导学生归纳金刚石的物理性质和相应用途,填写板书表格。
【活动探究】布置学生将铅笔削好并刮下一些粉末,告诉学生铅笔芯是由石墨和黏
土制成。
指导学生观察粉末,用手捻搓。
并思考由此得到石墨的哪些性质和用途
【实物投影】6B、HB、6H铅笔的笔迹。
补充铅笔上的“H”“B”代表的意义。
【演示实验】铅笔芯导电实验
总结】引导学生总结石墨的物理性质和相应用途填写板书表格。
【视频】石墨性质和用途录像。
(神六火箭的通风管、电刷、、石墨坩埚……)
【投影】比较金刚石和石墨的性质和用途
【设问】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,物理性质为什么差异这么大呢?
【投影】金刚石和石墨的微观结构模型
【讲解】金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构,所以坚硬。
石墨的碳原子呈平面层状结构,层与层之间的作用力小,所以很软,能导电,有滑感。
【结论】物质的结构决定其性质。
【过渡】生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等,它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成,是含杂质的碳单质。
展示实物。
【提问】“碳”和“炭”有何区别?
【演示实验】实验6-1。
(留出对比液体)
1、描述你看到的现象。
2、结合实际和教材内容分析为什么木炭和活性炭具有吸附色素的能力呢?
3、这种性质叫什么?
属什么变化?
【展示】防毒面具(滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的)。
【实验】收集炭黑。
点燃一支蜡烛,把冷碟子放在火焰的上方
【解释】这就是炭黑,可用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。
大家回去后也可做这个实验。
焦炭的主要用途是冶炼金属,是工业上冶炼生铁的一种原料,我们在后面的单元里将会学到它。
【讲述】科学家发现一些新的以单质形式存在的碳,发现较早并在研究中取得最重要进展的是C60分子。
大家看书,C60的分子结构和什么相似?
【提问】猜测这种足球结构的碳分子性质是否稳定?
为什么?
C60中60表示什么?
C60是单质还是化合物?
【讲述】目前,人们正在进一步研究C60分子的结构和性质,以及在材料科学、超导体等方面的应用。
C60具有广泛的应用前景,谁能说说这方面的信息吗?
【播放视频】介绍C60短片
【总结】随着科学技术的发展,碳单质不断被发现,碳单质的用途也将不断扩大。
通过对几种碳单质的结构性质和用途的学习,总结三者的关系(见板书)
三、导学归纳:
学了这节课,大家有什么收获?
有什么疑问?
有什么感受和反思吗?
(可进行必要引导)
四、反馈练习:
1、石墨能导电,金刚石不能导电是因为它们的()不同
2、实验测得某种物质中只含有碳元素,则这种物质()
A、一定是金刚石或石墨中的一种
B、可能是一种碳单质,也可能是几种碳单质组成的混合物
C、一定是碳元素的单质D、一定是金刚石、石墨、和碳60组成的混合物。
3、铅笔芯的主要成分是(),用来切割玻璃的是(),冰箱里用来除异味的是()
4、2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。
有专家分析认为,其原因可能是航天飞机机壳底部的石墨瓦在空中脱落,击中机翼。
航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用,这主要是因为石墨()
A.能导电B.密度小
C.熔点高、耐高温、化学性质稳定D.硬度小,有润滑作用
5、下列关于C60的说法正确的是()
A.属于单质B.属于混合物
C.由30个碳原子构成的分子D.相对分子质量为60
6、如图,向盛有二氧化氮气体的集气瓶里投入几块木炭,为什么红棕色会消失?
漏斗中液面为什么会上升?
为什么用漏斗而不直接用导管插入水中?
五、布置作业:
1、回去后阅读“化学·技术·社会”中的“人造金刚石和金刚石薄膜”。
2、完成相关练习。
六、板书设计:
课题1金刚石、石墨和C60
一、由碳元素组成的单质
金刚石墨C60
外观无色透明正八面体状晶体深灰色鳞片状固体
光泽加工琢磨后有夺目光彩略有金属光泽
硬度最硬较软
导电性无良好极好
原子排列坚固的骨架结构平面层状结构足球结构
用途钻头、刻刀、装饰品电极、铅笔芯、润滑剂等材料科学、超导等
得到启示:
二、含杂质的碳单质
木炭、活性炭、焦炭、炭黑
(具有吸附性)(冶金)
七、教学反思:
课题1金刚石、石墨和C60
(第二课时)
教学目标
1、知识与技能:
知道单质碳的化学性质,并能根据碳单质的物理性质、化学性质开发其不同用途
2、过程与方法:
通过古人用碳或墨作的字画久不褪色的事实,和升高温度碳也能发生化学反应的实验探究,使学生明白物质化学性质的活泼与稳定都是相对的。
3、情感、态度与价值观:
通过对碳的不同单质有不同用途的讨论探究,体会物尽所用、人尽其才的道理。
教学重点、难点:
重点:
碳的化学性质——可燃性、还原性。
难点:
碳跟氧化铜等金属氧化物的反应表明碳具有还原性。
教学准备
[实验6-2]所需的有关器材及药品
教学过程
一、自学导纲:
1、引入新课:
设疑导入:
(1)利用多媒体展示几幅古画或古人真迹。
问:
这些字画都已几百年乃至几千年,纸或布都已破损,但黑色(墨中含有碳)仍然不变,这说明了什么问题?
(2)利用多媒体展示我国一些古建筑被埋入地下且被火将表面烧成黑色的柱子。
[问]如果将这种木头柱子直接埋入地下,你们认为有什么后果?
这又说明什么问题?
思考、讨论交流
[讲述]上述两个现象都与碳的化学性质有关,说明了在常温下,碳的化学性质不活泼。
经得起风吹、日晒、雨淋。
[讨论]是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼的呢?
[点拨]
(1)能决定元素化学性质的是什么?
(2)碳原子最外层有4个电子,它要成为稳定结构,得4个电子或失4个电子都不容易,所以化学性质不活泼。
讨论交流,引入新课。
[设问]如果升高温度,碳是否会发生反应?
回忆木炭再氧气中燃烧的实验,写出反应的化学方程式,说出反应的现象。
2、出示导纲
3、学生自学
二、合作互动:
查阅资料(教材或笔记),讨论交流[适时点拨]
(1)当氧气不充足时,碳燃烧就不充分,这时生成一氧化碳,放出热量。
2C+O2
2CO(氧气不充足)
(2)这是碳的化学性质之一——可燃性,除此之外,碳还能与某些氧化物反应,引入新知。
体会化学变化中量与质的关系(量变引起质变)
引出碳的还原性.
按照教师用书的方法演示[实验6-2],在这个反应中,氧化铜失去氧变成铜,发生还原反应;木炭得到氧,发生氧化反应。
这个实验说明木炭具有氧化性。
观察实验现象:
写出方程式:
C+CuO
Cu+CO2↑
利用上述反应,可将氧化铜炼成金属铜。
(1)请你们思考,到目前为止,人类以有哪些炼铜的方法?
(2)如果将氧化铜换成氧化铁、三氧化钨,就可炼得铁和钨。
请你们写出用木炭炼铁、炼钨的化学方程式。
动笔练习
三、导学归纳:
学了这节课,大家有什么收获?
有什么疑问?
四、反馈练习:
1.碳原子的核电荷数是,核外电子总数是,最外层电子数是。
常温下碳的化学性质,随着温度的升高,碳的活动性.碳燃烧可以生成两种氧化物分别是是__和____,其中碳元素的化合价分别是和。
2、下列各组物质中,具有可燃性的一组物质是()
A.H2和O2B.H2和CO2
C.C和H2D.C和O2
3、书写档案规定使用碳素墨水,其理由是()
A.单质碳不与其他任何物质反应
B.常温下,碳的化学性质不活泼
C.碳易与纸张反应生成化学性质稳定的物质
D.这种墨水是经过加工的性质稳定的化合物
4、“钻石恒久远,一颗永流传”这句广告词能体现钻石的性质是()
A.硬度大B.不能导电C.化学性质稳定D.熔点低
5、下列关于碳的化学性质的叙述中,错误的是()
A.碳的化学性质很活泼
B.碳与O2反应可生成CO2也可生成CO
C.炽热的碳与CO2反应生成CO,这个反应需要吸热
D.碳在空气中燃烧时放出热量,是一种重要的能量
6、下列性质中,不属于碳的化学性质的是()
A.稳定性B.吸附性
C.可燃性D.还原性
7、如图是实验室木炭还原氧化铜的实验,请回答:
(1)盛放氧化铜的试管内的现象是_______;盛放石灰水的试管内的现象是_______;
(2)盛放氧化铜的试管内的反应的化学方程式为_________________________,反应类型是__________,在这个反应中_______发生还原反应,_____具有还原性。
(3)石灰水可用来检验_______气体。
五、布置作业:
六、板书设计:
课题1金刚石、石墨和C60
一、碳的几种单质
二、木炭、活性炭的吸附性
三、碳的化学性质——常温下不活泼
1、可燃性:
2C+O2
2CO(氧气不充足)
C+O2
CO2(氧气充足)
2、还原性(与某些氧化物反应)
C+CuO
Cu+CO2↑
七、教学反思
课题2二氧化碳制取的研究
教学目标:
1、知识与技能
①掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、装置的选取、操作步骤,检验、验满及收集。
②初步懂得所选药品、装置的原因。
③提高和锻炼学生收集加工简单信息的能力,分析解决问题的能力。
2、过程与方法
初步学会气体制取的过程和方法;学会通过学生实验、讨论、阅读、实验方案等探究式学习,从“发现问题----提出假设---设计实验---分析解释收集到的信息---得出结论”整个参与过程中,充分让学生认识体会过程性的学习,使学生逐渐形成科学的学习方法。
3、情感态度价值观
①继续提高学生学习化学的好奇心和探究的欲望,激发和发展学生学习化学的兴趣。
②通过探究活动,培养学生求实、创新、严谨、合作的科学品质,集体协作的团队精神。
教学重点
1、药品选用、发生装置和收集装置的设计选择、操作步骤顺序
2、二氧化碳的检验、验满
3、氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
教学难点:
探究实验室中制取CO2的装置,并制取CO2。
课时安排:
1课时
教学过程:
(一)、自学导纲
1、引入新课
复习引入:
在学习了实验室制取氧气的实验后,我们知道了制取一种气体,实验装置由发生装置和收集装置两部分组成。
(1)发生装置的确定取决于两个条件:
【1】反应物状态(固—固、固—液)
【2】反应条件(加热、不加热)
(2)收集装置的确定
气体性质
收集方法
装置
注意事项
举例
密度比空气大,不与水发生反应
向上排空气法
瓶口盖玻璃片
导管插入集气瓶
底部
CO2、O2
密度比空气小,不与空气反应
向下排空气法
导管插入集气瓶
底部
H2
不易溶于水,不与水反应
排水法
导气管不宜深入集气瓶过长
O2、H2、CO
2、出示导纲:
3、学生自学:
(二)、合作互动:
讲解并板书:
二氧化碳的实验室制法
1、实验药品:
固体药品:
石灰石和大理石
液体药品:
稀盐酸
2、反应原理:
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑(重点)
注意:
(1)不能用H2SO4代替盐酸,因为 CaCO3+H2SO4===CaSO4+H2O+CO2↑生成的CaSO4微溶于水,覆盖在碳酸钙表面,阻止了碳酸钙与酸接触,使反应难以进行。
(2)不能用Na2CO3代替大理石,因为碳酸钠粉末,反应速率太快,不便于控制。
(3)不能用浓盐酸,因为农盐酸具有挥发性,会挥发出HCl气体使收集的二氧化碳不纯。
3、发生装置(固——液反应不加热)
4、收集方法
二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集
二氧化碳密度比空气大,可用向上排空气法收集
5、验满:
二氧化碳不支持燃烧,将燃着的木条靠近集气瓶口,如果木条的火焰
熄灭,则证明收集的二氧化碳已满。
6、二氧化碳的工业制法
工业上,把石灰石放在石灰窑里,经过高温煅烧,就值得生石灰,同时得到副产品二氧化碳。
高温
CaCO3===CaO+CO2↑
7、实验步骤
(1)检查装置气密性
(2)装入大理石、塞紧塞子、发生装置内导管刚露出塞子即可
(3)把反应装置固定好
(4)把长颈漏斗加入稀盐酸至浸没漏斗下端,液封
(5)收集气体,到期不思念一定要插入集气瓶底部
(6)检验是否集满
拓展:
碳酸根离子的检验:
含有碳酸根化合物的样品,加入稀盐酸,将产生的气体通入到澄清石灰水中,石灰水变浑浊,证明样品中有碳酸根离子。
三、导学归纳:
通过本节课的学习,你有什么收获?
还有什么疑问?
四、反馈练习:
1、将实验室制取二氧化碳和高锰酸钾制取氧气进行比较,下列说法正确的是( )
A、气体发生装置可能相同 B、反应条件相同
C、气体收集方式可能相同 D、反应的基本类型相同
2、比较CO2、O2的制法
项目
气体
实验室制法
工业制法原料
试验原理
发生装置
收集装置
实验步骤
验满
O2
CO
3、实验室制取二氧化碳气体,有如下图所示的仪器可供选用
请你回答下列问题:
(1)制取二氧化碳气体所需的药品是;
(2)收集二氧化碳气体的方法是;(3)制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是(用仪器的序号回答);(4)检验二氧化碳气体是否收集满的方法是;(5)制取二氧化碳的化学方程式是。
4、在化学实验室开放日,老师拿出两瓶无标签的试剂,分别是固体和液体,他取少量试剂在试管中混合,立即产生一种无色气体。
同学们对此气体展开了一系列探究。
(1)如果推测此气体是二氧化碳,验证它的实验方案如下:
猜想
实验步骤
现象与结论
此气体可能是CO2
产生此气体的化学方程式可能是____________________________________;
(2)若想制取该气体,采用的发生装置可选取下图中的___,收集装置应选用____(填序号);
(3)如用下图中F装置收集该气体,气体应由_______端导入(填“a”或“b”)。
ABCDEF
5.实验室制取二氧化碳气体应选用的仪器是()
A.长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管
B.集气瓶、试管、水槽、导气管
C.酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗
D.广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞
6、实验室里制取并收集二氧化碳气体时一般有以下操作步骤:
①检查装置的气密性;②连接装置;③加入大理石;④加入稀盐酸;⑤收集;⑥验满。
其中排列顺序正确的是()
A.①②③④⑤⑥B.②①④③⑤⑥
C.②①③④⑤⑥D.②③④①⑤⑥
7、某钙片的标签如图所示,可知此钙片成分中只有碳酸钙含有钙元素。
(1)请通过计算说明此标签中的含钙量是否错误。
(2)为测定其真实的含钙量,小东每次取10片钙片放入已称量的含足量盐酸的烧杯中,发生的化学反应是:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,充分反应后再称取烧杯和剩余物的总质量。
小东做了三次实验,数据如下:
物质的质量
第一次
第二次
第三次
平均值
反应前:
烧杯+盐酸
22g
22g
22g
22g
10片钙片
8g
8g
8g
8g
反应后:
烧杯+剩余物
26.7g
26.5g
26.9g
26.7g
①请列式计算每片钙片含碳酸钙的质量。
②请列式计算每片钙片的含钙量,并建议厂家应如何修改标签。
8、.含杂质10%的石灰石200克和足量的盐酸反应(杂质不反应),可以生成标准状况下的二氧化碳多少升?
(标准状况下CO2密度为1.997g/L)
11.如图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的装置.
(1)图中有一处明显的错误,是________________________________.
(2)装置A中物质的名称是___________和______________________.
(3)装置B用来证明二氧化碳与水的反应,B中应装入的溶液是____________,实验现象是__________________.
(4)装置C中盛有澄清的石灰水,通入二氧化碳的实验现象是_____________________,反应的化学方程式是____________________
(5)在装置D中,_________蜡烛先熄灭,说明二氧化碳___________和__________,因此可以用二氧化碳来___________.
五、布置作业:
六、板书设计:
课题2二氧化碳制取的研究
一、二氧化碳的实验室制法
1.药品:
石灰石(或大理石)和稀盐酸
2.原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
注意:
(1)不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸易挥发,使制得的CO2不纯(混有氯化氢气体);
(2)不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸与CaCO3反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)的表面,阻止反应的进行;
(3)不能用Na2CO3或CaCO3代替大理石(或石灰石),因为Na2CO3与稀盐酸的反应速度太快,不便于收集。
3.装置的选择
(1)发生装置:
选用与过氧化氢溶液制O2相同的发生装置
(2)气体收集方法:
向上排空气法(因为CO2能溶于水,密度比空气大)
4.验证方法:
将气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,则该气体为CO2。
化学方程式:
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
5.验满方法:
用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。
证明已集满二氧化碳气体。
6、实验室制取CO2的实验操作过程
(1)检查装置的气密性;
(2)装入大理石,塞紧胶塞;(3)固定装置;(4)从长颈漏斗加入稀盐酸至长颈漏斗下端管口液封;(5)收集气体,导管一定要伸入集气瓶底部;⑹检验是否集满。
二、二氧化碳的工业制法:
高温煅烧石灰石:
CaCO3高温CaO+CO2↑
七、教学反思:
课题3二氧化碳和一氧化碳
教学目标
1.知识与技能
(1)了解二氧化碳和一氧化碳的性质。
(2)了解二氧化碳的用途。
(3)了解并关注温室效应。
2.过程与方法
(1)会对实验现象进行观察分析、归纳。
(2)会运用已学知识解决实际问题。
3.情感态度与价值观
强化保护环境、解决环境问题的意识。
教学重点
1.二氧化碳的性质。
2.一氧化碳的性质。
教学难点
1.CO2与水的反应。
2.CO2与澄清石灰水的反应。
课时安排2课时
教学过程:
第一课时
一、自学导纲:
1、引入新课:
讲述屠狗洞的故事。
复习:
二氧化碳的收集方法和检验方法。
2、出示导纲:
3、学生自学
二、合作互动:
【课件演示】纸筒天平
观察现象,得出结论
【演示实验】二氧化碳的溶解性
观察现象,得出结论
板书:
一、二氧化碳的物理性质
性质
用途
状态
固体——干冰
舞台效果、人工降雨、制冷剂
密度
密度比空气大
向上排空法收集
溶解性
可溶于水
碳酸饮料
提问:
二氧化碳溶于水的过程中有化学变化吗?
【演示实验】介绍一种色素:
紫色石蕊试液,并用白醋与之反应进行验证。
【演示实验】若把二氧化碳通入紫色石蕊试液
设问:
是二氧化碳使紫色石蕊试液变红的吗?
【演示实验】紫色石蕊小花实验
【演示实验】加热分解碳酸(引出碳酸易分解,加热可提高分解速率。
)
讲解化学反应方程式:
二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液):
CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定而分解:
H2CO3=H2O+CO2↑
介绍石灰水的主要成分,详细讲解化学反应方程式。
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
多媒体展示:
干冰
二氧化碳对生活的影响:
讨论并回答问题
1、二氧化碳的用途
(1)促进植物的光和作用(2)制冷剂(3)人工降雨(4)温室肥料
2、温室效应
三、导学归纳:
通过本节课的学习,你有什么收获?
还有什么疑问?
四、反馈练习:
1、向石蕊试液中通入二氧化碳,石蕊试液由色变成色。
此现象说明了二氧化碳溶于水且与水反应生成了。
反应的方程式是___________,取上述变色了的溶液少许放入试管中并用带导管的胶塞塞住管口,导管通入澄清的石灰水中,给试管加热可看到溶液由色变成了色,同时澄清的石灰水。
说明不稳定,易分解,澄清的石灰水变化说明了分解后又生成了。
反应的方程式是______________;盛装石灰水的瓶壁上常有一层白膜,这层白膜的成分主要是_________________,要洗净表面的白膜要用
2.在蔬菜大棚内种植蔬菜、花卉等经济作物时,常向大棚内释放适量的二氧化碳,这样做的目的是()
A.使害虫窒息死亡,有效预防病虫害的发生
B.促进植物的光合作用,提高产量
C.产生温室效应,使棚内温度降低
D.避免火灾发生
3、要除去一氧化碳中少量的二氧化碳,可采用的方法有 。
4、抹墙壁的石灰浆主要成分是氢氧化钙,请用化学方程式解释墙壁逐渐变硬的原因。
5.下列关于二氧化碳性质的叙述不正确的是()
A.二氧化碳不易溶于水B.二氧化碳无色无味
C.固体二氧化碳俗称“干冰”,易升华D.相同条件下,二氧化碳的密度比空气大
6、二氧化碳可用于灭火的原因是()
A.二氧化碳的密度比空气大B.二氧化碳不燃烧
C.二氧化碳不支持燃烧D.以上三个原因都有
7、下列有关二氧化碳的实验中,只能证明二氧化碳的物理性质的是()
ABCD
8、有一没有盖的盛石灰水试剂瓶50g,
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- 第六单元 碳和碳的氧化物第一课时 第六 单元 氧化物 第一 课时