資源簡介

金剛石、石墨、C60
教學目標：
1、知識與技能：
（1）了解金剛石和石墨的物理性質和用途。
（2）認識碳單質的化學性質。
（3）知道不同元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。
2、過程與方法
（1）通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式不同的分析，懂得物質結構、性質和用途之間的關系。
（2）培養學生對知識素材、實驗現象進行分析、歸納的能力。
（3）讓學生體驗科學探究的過程和學習科學探究的基本方法，通過對實驗的設計、評價、反思培養學生的創新意識。
3、情感態度與價值觀
（1）以人類對碳單質的認識為例，引導學生形成“科學是發展的”觀點，激發學生熱愛科學的情感。
（2）培養學生善于合作、勤于思考、嚴謹求實、大膽實踐的科學精神，使學生在感受化學世界奇妙與和諧的同時，培養學生的化學素養。
教學重點：
物質的結構、性質和用途之間的相互關系；碳與氧氣及某些氧化物的反應
教學難點：
碳與某些氧化物的反應
教學方法：
講授法、比較法、實驗探究法
實驗準備：
器 材：試管 鐵架臺 酒精燈 帶導管的橡皮塞 導電裝置 鉛筆 針筒 燒杯空 玻璃刀 玻璃 白瓷小碟 小刀
藥 品：木炭粉 氧化銅粉末 澄清石灰水 紅墨水 蠟燭
教學過程：
[情景設置]
（板書）課題一 金剛石、石墨和C60
一 碳的單質
多媒體展示有關鉆石的短片：
【引入】老師比較愛美哦，今天為了見大家特意帶了枚鉆戒，大家都認識鉆石嗎？這種昂貴的裝飾品是由金剛石琢磨而成的。干電池大家熟悉吧？里面的碳棒是由石墨制成的。另外，還有一種良好的超導材料，是在C60里嵌入某些金屬制成的。金剛石、石墨和C60都是碳元素組成的單質。這節課，我和同學們一起來學習它們的性質和用途。我們先走近金剛石。
實驗探究一：體驗硬度
對比實驗：分別用削鉛筆小刀和玻璃刀裁玻璃
（教師）玻璃刀的刀頭上鑲有金剛石，現在請兩位同學分別用削鉛筆的小刀和玻璃刀裁玻璃，（誰想來試試看）
（板書）一 碳的單質
空空空 1.金剛石
（教師）做完了嗎？你有什么發現？
（演示學生）小刀不能在玻璃上留下痕跡，玻璃刀很輕松就可以在玻璃上劃出痕跡。（上位）
（教師）我們來看一看（用手一折,玻璃就裁開了），哦，原來生活中的劃玻璃就是這樣的，從這個實驗中大家感悟出了金剛石有什么樣的性質？
（學生）硬度大。
（教師）通過實驗，結合我們剛才觀察到的鉆石，我們來總結一下金剛石有哪些物理性質吧。
物理性質 對應的主要用途
無色透明空 固體 硬度大 ①裝飾品——鉆石②劃玻璃、鉆頭等
（教師）與璀璨奪目的金剛石相比，石墨就要暗淡許多了，那么石墨又有什么樣的物理性質呢？
（板書）2.石墨
（教師）老師這兒有一根鉛筆芯，它的主要成分是石墨，什么顏色？請一位同學上臺來觸摸一下，什么感覺？請你將它與電路相連，接通電源，又有什么現象，說明了什么？
（學生）滑膩，燈泡亮了，說明石墨有導電性。
（教師）老師這兒還有一把舊鎖，開試試，什么感覺？
（學生）不容易打開。
（教師）如果在鎖內注油潤滑，開鎖后的鑰匙上沾滿油污，不便攜帶。大家有沒有更好的辦法？
（學生）我們可以加點鉛筆芯粉試一試。
（學生）鎖中加入鉛筆芯粉，開鎖，非常容易就打開了。（我們兩合作真愉快）
（教師）通過實驗，結合我們觀察到的石墨，說一說石墨又有哪些物理性質和用途呢。
物理性質 用途

石墨 深灰色、有金屬光澤、
不透明的細磷片狀固體；最軟的礦物質之一
導電性，滑膩
1.鉛筆芯
2.電極
3.潤滑劑
（知識很豐富，總結很全面）
（教師）金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質，為什么物理性質存在差異？
請大家仔細觀察金剛石、石墨的微觀結構模型。
金剛石是碳原子呈正四面體空間網狀結構，原子間結合緊密，石墨是碳原子呈平面層狀結構，層與層之間作用力小，所以它們物理性質差異的原因是？
（學生）碳原子排列方式不同，結構不同。
（教師）結構、性質和用途間又有什么樣的關系呢？
（學生）結構決定性質,性質決定用途, 反過來性質又體現結構，用途體現性質。
（教師）通過高科技手段，如果改變石墨中碳原子的排列方式，結果又會怎么樣呢？請看
（教師）多媒體展示石墨轉化為金剛石。噢，真神奇，廉價的石墨竟然轉化成金剛石了。
（教師）你別看石墨其貌不揚，即使不轉化成金剛石，石墨本身在高科技領域也有應用
課件展示：神七發射火箭的通風管也是由耐高溫的石墨制成的。
（教師）在尖端領域還有其他的新型的碳的單質比如C60
（板書）3. C60
課件展示：C60結構模型
（教師）這是C60的微觀結構模型，每個C60分子，由60個碳原子構成，男生一眼就能看出它形似什么？
（學生）足球
（教師）我們又把它稱為足球烯。這種足球結構的分子很穩定，是良好的超導體
材料。20世紀90年代初， C70、C240和納米碳管等碳單質相繼被發現，這些是它們的微觀結構，它們在生產生活中也發揮著重要的作用。有興趣的同學課后可以通過上網查閱資料進一步了解它們。
（教師）我們再回到生活中來，生活中常接觸到木炭、活性炭、焦炭、炭黑,這些都是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的物質，一般稱為無定形碳。你對他們中的哪個最熟悉，它有什么樣的性質？又有什么樣的用途？
（學生）我們在水的凈化里提到過活性炭，活性炭有吸附性。
（學生）木炭有吸附性。
（教師）你是怎么知道的？木炭是否有吸附性，我們來探究一下。
實驗探究二：木炭的吸附性
（教師）大家的實驗臺上有兩支針筒，其中一支裝有木炭粉，課前老師已分別向針筒中注入相同的紅墨水溶液，請大家左手握住針筒和小瓶，右手推活塞，將液體分別推入小瓶中，觀察小瓶中液體的顏色。
（教師）同學們做的又快又好。（請一組同學展示實驗結果，說說實驗現象。）
（學生）液體顏色不同，通過木炭的紅墨水溶液顏色褪去。
（教師）兩支針筒紅墨水是一樣的，棉花是一樣的，通過木炭的顏色褪去，說明了什么？
（學生）木炭具有吸附性。
（教師）這是電子顯微鏡下木炭的微觀結構,你能說出木炭為什么具有吸附性嗎
（學生）木炭結構是疏松多孔的，容易吸附有顏色和異味的物質
（教師）你知道它們還有哪些用途嗎？
（學生）活性炭的吸附性比木炭更強，活性炭不僅能吸附色素，還能吸附氣體, 防毒面具的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的?；钚蕴窟€可以用做冰箱去味劑（這是老師從超市購買的冰箱去味劑），以及用于食品脫色。（制糖工業中利用活性炭脫色以制白糖。）
[展示] 課件展示活性炭的用途(做冰箱去味劑，防毒面具，以及食品脫色)
（教師）焦炭的主要用途是冶煉金屬，是工業上冶煉生鐵的一種原料。
（教師）大家可能對炭黑比較生疏，炭黑是一種黑色的極細粉末，如冬天取暖后倒煙囪倒出的黑色粉末中就有炭黑。其實在家中就可自制少量炭黑（圖）,在蠟燭火焰內焰的上方罩一個白瓷小碟，小碟底部的黑色物質就是炭黑，課后請同學們試試。炭黑的用途很多，將炭黑填入輪胎中可以增強輪胎的耐磨性，還可用于制造油漆、鞋油、顏料以及墨汁等。我國的古人就是利用墨汁書寫字畫的。
（教師）透過淡淡的墨香我們欣賞到了古代的字畫，這些字畫都已歷經千百年，紙或布都已破損，但墨跡清晰如初。有一句廣告語，鉆石恒久遠，一顆永留傳。你能從這兩個事例中感悟出碳的什么化學性質？
（板書）二 碳的化學性質
（學生）碳的化學性質穩定。
（板書）空空 穩定性
（教師）你還能舉出類似的例子嗎？
（學生）填寫檔案資料時用碳素墨水筆。
木頭電線桿或木樁埋入地下之前，常把埋入地下的一部分木頭表面稍稍烤焦，烤成木炭可以防腐。
（教師）賣碳翁伐薪燒的炭有什么用途？
（學生）供人們取暖燒飯。
（教師）另外，走入燒烤店，濃濃的肉香撲面而來，從這么美妙的滋味中你又能感悟出碳的什么化學性質？
（學生）可燃性。
（板書）可燃性。
（教師）可燃性和穩定性是矛盾的，可見，穩定性是相對的，是在 “常溫下”的穩定。升高溫度，碳的化學性質可以變的很活潑。氧氣充足時，碳燃燒的產物是什么？
（學生）二氧化碳
（教師）我們常常在煤爐里煤層的上方看到藍色的火焰，是不是碳燃燒產生的現象？
（學生）不是，碳在空氣中燃燒發出紅光。
（教師）那么藍色的火焰是什么燃燒產生的？原來，當氧氣不足時，碳與氧氣反應，生成一氧化碳，我們看到的藍色火焰就是一氧化碳在燃燒。由于一氧化碳無色無味，不易察覺，又容易和人體內的血紅蛋白結合，使人中毒，所以我們在生活中要小心。
（教師）碳有可燃性，在熊熊燃燒的炭火堆中放幾塊孔雀石（提示：孔雀石是一種銅礦石，灼燒之后會生成黑色的氧化銅） ，在灰燼中會有紅色的銅出現，請大家展開想象的翅膀猜想其中的銅是什么物質和什么物質在什么條件下反應生成的？
（學生）炭和氧化銅。
（教師）木炭和氧化銅能不能高溫加熱的條件下生成銅實驗之后你就清楚了
實驗探究三：木炭與氧化銅反應實驗（分組實驗）
（教師）在大家的石棉網上有一根前端繞成螺旋狀的紫紅色的銅絲，現在想用它來制氧化銅？你有好的方法嗎？
（學生）回答
（教師）用鑷子夾住銅絲，將螺旋狀部分在酒精燈外焰上加熱，觀察有什么現象發生？
（學生）生成的黑色物質
（教師）這黑色物質是銅和氧氣在加熱條件下生成的氧化銅。寫出文字式
（教師）在這個反應中，銅結合了氧，生成了氧化銅，發生了什么反應？我們把物質和氧發生的反應叫什么？
（學生）氧化反應。
（教師）氧化銅制好了，我們繼續實驗。首先要搭裝置。
（學生）：討論：你能設計一套木炭和氧化銅反應的裝置嗎？
友情提示：結合制氧氣的裝置想一想，反應物是什么狀態，什么反應條件，需要什么儀器？想檢驗生成物需要什么？
（教師）請同學上臺搭設計好的裝置，裝置的氣密性老師課前已經檢查過了。
（學生）選裝置（固體加熱型裝置）
裝藥品（課前老師已經在大試管裝入剛烘烤過的木炭粉，現在將銅絲上新制的氧化銅部分伸入木炭粉中，注意，氧化銅一定要沒入木炭粉中。塞緊橡皮塞）
空空空 搭裝置（放木塊，酒精燈，試管口略向下傾斜，鐵夾夾在距管口三分之一處
（教師）和你設計的一樣嗎？注意，固定好的裝制重心要落在底座上。
（教師）為了檢驗產物，在試管中倒入約三分之一試管的澄清石灰水，將導管伸入澄清石灰水中，點燃酒精燈。實驗結束后，關閉止水夾，立刻熄滅酒精燈，取出導管。下面大家動手實驗。
（教師）做好了請舉手，同學們都完成了實驗。
（教師）請同學們左手持試管口，右手小心取下橡皮塞，用鑷子將試管中的銅絲取出放在水中清洗，看到什么現象？
（學生）銅絲上的黑色物質變成紅色，說明有銅生成。澄清石灰水變成白色渾濁，有二氧化碳生成。
（教師）寫出該反應的文字式。
（學生）寫文字式。
（教師）在這個反應中，氧化銅失去氧而變成單質銅。發生了還原反應，這種含氧化合物里的氧被奪去的反應，叫做還原反應。什么物質奪取了氧化銅中的氧？別忘了，氧化銅是伸入木炭中的。
（學生）木炭
（教師）能奪走含氧化合物里氧的物質具有還原性，木炭奪走氧化銅里的氧，它具有還原性。得到氧之后，碳自身被氧化，生成了二氧化碳。
（板書）還原性
請大家思考，實驗結束后為什么要先夾緊止水夾，再熄滅酒精燈，撤試管？
（學生）防止水倒流，試管破裂。
（教師）如果老師先把試管移走也不會出現倒吸的問題，大家思考，試管撤走之后，什么會進入導管？（空氣），剛才的氧化銅是將銅絲在空氣中加熱生成的，實驗結束之后，試管中熱的生成物遇到從導管中進來的氧氣，可能會被氧化。因此，先關閉止水夾。
（教師）對這個實驗，你還有疑問嗎？
（教師）老師給大家留一個問題，從實驗現象可見，木炭還原氧化銅的反應的生成物中有二氧化碳，那么是否也有一氧化碳生成呢？ 有興趣的同學課后可以走進化學實驗室繼續探究。探究結果別忘了和老師交流。
老師是郵箱地址如下：lygylhx@ ( mailto:lygylhx@ )
（教師）思考兩個問題：
1 用什么方法可以證明金剛石、石墨和C60是由碳元素組成的單質。
（學生）燃燒，檢驗燃燒產物只有二氧化碳，說明反應物中有碳，因為產物只有二氧化碳，所以金剛石、石墨和C60是由碳元素組成的單質。
2.春秋時期，我國古人用木炭和鐵的氧化物反應煉鐵，試寫出木炭和氧化鐵反應的文字表達式。（新知識掌握的很快）
[回顧與反思]：通過本節課的學習，你學到了哪些新知識？運用了哪些好的學習方法？
（學生）我覺得化學是一門與生活聯系非常緊密的科學，例如鉛筆芯、無軌電車、防毒面具等。化學使我們的世界變得更加絢麗多彩。
（學生）化學以實驗探究為手段，是一門不斷向前發展的科學，化學新技術使我們的生活變得更加美好。
（學生）今天這節課讓我認識到物質的一切外在表現都是由其內在因素決定的，物質的結構決定性質，性質又決定用途，我覺得化學很有意思，我很喜歡它。
學習知識的方法和過程是終身受益的，你學會了什么好的方法呢？
如果有感悟再與老師聯系。
課外作業：
家庭小實驗:
1.自制炭黑
方法：在蠟燭火焰上方罩一個白瓷小碟，收集小碟底部的黑色物質
2.用火柴桿自制木炭并試驗其吸附性。
方法：用鋁箔隔絕空氣裹緊去掉火藥的火柴桿7—8根，加熱三分鐘左右制得木炭并試驗其吸附性。
我們倆合作真愉快！
多鼓勵學生，要是。。。。。就更好了，如果注意。。。。。就更好了。
好思路！好想法！
課堂鼓勵性語言
鼓勵學生聽講方面：
1、謝謝大家聽的這么認專心。
2、大家對這些內容這么感興趣，真讓我高興。
3、你們專心聽講的表情使我快樂，給我鼓勵。
4、不知道我這樣說是否合適。
5、不知道我說清楚沒有，說明白沒有。
鼓勵學生說話、發言方面：
1、空空空空空空 謝謝你，你說的很正確，很清楚。
2、空空空空空空 你很有創意，這非?？少F，請再響亮地說一遍。
3、空空空空空空 老師知道你心里明白，但嘴上說不出。我把你的意思轉述出來，然后再請說一遍。
4、空空空空空空 對，說的很好。我很高興你有這樣的認識很高興，你能說的這樣好。
5、你回答問題時是那樣認真，聲音是那樣的響亮，老師都被你感染了。
你預習的可真全面，自主學習的能力很強，課下把你的學習方法介紹給同學們好不好？
你的聲音真好聽，你能大聲讀一遍嗎？
你們的配合真默契
來，請你談談這個問題。我從你的眼中看出來，你的心中一定是有了與其他同學不一樣的看法。勇敢地站起來。

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