資源簡介

第六單元　碳和碳的氧化物
課題3 二氧化碳和一氧化碳
設計說明 本課題共有兩部分探究內容：第一部分是“二氧化碳的性質、用途以及對環境的影響”，第二部分是“一氧化碳的性質與用途”。 對于二氧化碳，主要是從學生比較熟悉的知識和事物著手，通過幾個有趣的實驗探究，讓學生參與學習、探究知識，系統掌握二氧化碳的性質；通過幾個典型事件的討論，讓學生自主學習，合作學習，了解二氧化碳對生活和環境的影響。 對于一氧化碳，教材主要介紹了一氧化碳的毒性、可燃性以及還原性。在教學設計中主要從問題入手引出課題，聯系實際，推斷一氧化碳的物理性質，并與二氧化碳的物理性質進行比較。最后，通過探究實驗完成一氧化碳的可燃性和還原性的學習。 在教學過程中，綜合運用多種教學手段，努力營造輕松、和諧的學習氛圍，充分體現化學學科的特點，通過溫故知新→科學探究→概括整合→拓展提升等學習環節，培養學生的科學素養，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，讓學生樹立關心社會、熱愛生活并嘗試解決社會問題的意識。 教學目標 【知識與技能】 1.了解二氧化碳的性質和用途。 2.掌握二氧化碳的化學性質，并學會用化學方程式表示這些化學性質。 3.了解一氧化碳的性質與用途。 【過程與方法】 1.通過探究二氧化碳的化學性質，使學生經歷科學探究的基本過程。 2.體驗對實驗現象進行分析、推理，得出結論的過程。 3.通過分組實驗，形成合作、表達與探究的能力。 【情感、態度和價值觀】 1.通過對生活中與二氧化碳有關問題的解決，培養運用已學知識解決實際問題的能力。 2.通過學習一氧化碳的知識，進一步樹立生活中處處有科學，掌握科學知識既能服務于社會也能避免危險的意識。 3.通過實驗、問題的討論，培養學生求實、創新、合作的科學品質。 重點難點 教學重點 1.二氧化碳的性質與用途以及對環境的影響。 2.一氧化碳的性質與用途。 教學難點 二氧化碳與水的反應探究，一氧化碳的還原性研究。 教學方法 探究法：通過學生的自我探究與合作探究，完成對二氧化碳性質、一氧化碳性質的掌握。 歸納法：通過對比學習，歸納整合，系統掌握二氧化碳與一氧化碳的性質。 討論法：通過上網查閱資料，小組討論，完成二氧化碳、一氧化碳對環境影響的深化學習。 教具、學具 1.計算機多媒體教學系統、CAI課件等。 2.儀器：制取二氧化碳裝置一套、裝有階梯蠟燭的燒杯、充滿二氧化碳的透明軟塑料瓶1個、充滿二氧化碳的集氣瓶、用濾紙制作的紫色石蕊小花4朵、試管、酒精燈、試管夾、鑷子、火柴等。 3.藥品：稀醋酸、水、石灰水、石蕊試液等。 授課時數 2課時 第一課時 二氧化碳 教學過程 導入新課 【引入】謎語：有一種物質，消防官兵贊美它是“滅火先鋒”；建筑師們稱它為“天然粉刷匠”；農民伯伯說它是“植物的糧倉”；環境學家則認為它是造成全球變暖的“罪魁禍首”，它是什么？ 【學生回答】學生爭先恐后回答——二氧化碳 講授新課 探究一：塑料瓶“瘦身”。 【教師展示】一瓶二氧化碳氣體，請同學們觀察其顏色、狀態。 【教師講解】把二氧化碳的溶解性實驗編成塑料瓶“減肥”故事講解，中間穿插以下提問： 可以用什么方法收集二氧化碳？為什么？ 你看到二氧化碳有沒有顏色？ 聞過嗎？有沒有氣味？ 如何驗證是否收集滿？ 【實驗6-4】 看到什么現象？ 得出什么結論？ 探究二：滅火先鋒 【教師提問】為什么把二氧化碳稱為“滅火先鋒”？ 【演示實驗】向盛有燃著的階梯蠟燭的燒杯中，緩緩傾倒二氧化碳。 【教師提問】根據實驗，總結二氧化碳有哪些性質？ 【板書】 一、二氧化碳的物理性質 1.通常狀況下是無色、無味的氣體。 2.密度比空氣大。 3.能溶于水。 【教師講解】二氧化碳也有三態變化，在加壓、降溫的情況下能變成液體和固體。看書上的圖片，固體二氧化碳叫干冰，易升華，升華時吸收大量熱。 【板書】 4.干冰（固體CO2）易升華。 【過渡】學習了二氧化碳的物理性質，二氧化碳有什么化學性質？ 【教師提問】二氧化碳的傾倒實驗，說明二氧化碳有什么化學性質。 【教師提問】進入久未開啟的菜窖或干涸的深井之前，應怎樣操作來檢驗二氧化碳含量對人生命構成威脅？ 【教師點撥】根據二氧化碳的性質。 【教師總結】做一個燈火實驗。 【板書】 二、二氧化碳的化學性質 1.二氧化碳不燃燒，一般也不支持燃燒，不能供給呼吸。 【教師提問】除此外，二氧化碳還有哪些化學性質？二氧化碳溶于水的過程中，是否與水發生了反應呢？ 簡單介紹汽水。 【過渡】二氧化碳溶于水的過程中，有沒有發生化學變化呢？先來看一個魔術 探究三：紫花變紅。 紫花變紅的魔術并揭密。 請四名學生到前面做二氧化碳是否與水反應的實驗。 課件：出示實驗6-5的表格，配合學生的實驗。 （Ⅰ）噴稀醋酸 （Ⅱ）噴水 （Ⅲ）直接放入二氧化碳中 （Ⅳ）噴水后放入二氧化碳中 想知道這種酸是什么酸嗎？ 碳酸，所以有很多飲料也稱為碳酸飲料。 二氧化碳與水反應生成了碳酸。 做紅花變紫的實驗。 這紫花上還有碳酸嗎？說明碳酸穩定嗎？ 碳酸容易分解生成二氧化碳和水。 強調：二氧化碳能與水反應生成碳酸。 【板書】 2.二氧化碳與水反應 CO2+H2OH2CO3 H2CO3H2O+CO2↑ 探究四：“清水” 變“牛奶” 拿一杯澄清石灰水，問：這是一杯什么？ 然后倒在一瓶裝有二氧化碳的集氣瓶中，振蕩，看到了什么現象？ 這是真的牛奶嗎？ 剛才杯里裝的是純凈的水嗎？ 集氣瓶里裝的是什么？ 介紹化學反應原理，并寫在黑板上。 【板書】 3.二氧化碳與石灰水反應 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ H2O 【課堂練習】二氧化碳與澄清石灰水反應的應用 【教師提問】建筑師們把二氧化碳稱為天然的粉刷匠，那你們知道農民伯伯為什么把它稱為植物的糧倉嗎？ 【多媒體展示】植物光合作用的圖片 【教師總結】二氧化碳的化學性質 【過渡】學習了二氧化碳的性質，那么二氧化碳有什么用途，結合生活實際說一下。 【多媒體展示】二氧化碳的用途 【板書】三、二氧化碳的用途 1.滅火 2.制冷劑，人工降雨 3.化工原料 4.氣體肥料，光合作用 【教師提問】二氧化碳很有用，是不是空氣中二氧化碳越多越好？ 【板書】四、二氧化碳對環境的影響 【多媒體展示】溫室效應 【小組討論】什么是溫室效應？溫室效應產生的原因是什么？可能帶來哪些后果？ 怎樣防止溫室效應的發生？ 【教師講解】溫室效應產生的原因、危害及防治 【強調】干旱與全球變暖有關，全球變暖與溫室效應有關。 從二氧化碳的作用、不能供給呼吸、溫室效應等方面可以得出：二氧化碳對生活和環境的影響很大。 課堂小結 本節課我們探究了二氧化碳的性質，并能用有關性質解決實際問題，了解溫室效應及防止溫室效應增強應采取的措施。 當堂達標 1.下列有關CO2的實驗中，只能證明CO2物理性質的實驗是（ ） A B C D 答案：D 2.一定條件下，能與二氧化碳反應的是（　　） A.木炭 B.一氧化碳 C.氧化銅 D.氧氣 答案：A 3.長期盛放石灰水的試劑瓶，瓶子的內壁常有一層白色固體，該固體的主要成分是碳酸鈣。若要清洗這層白色物質，最好選擇（ ） A.水 B.肥皂水 C.稀鹽酸 D.稀硫酸 答案：C 4.為探究二氧化碳能否和水反應，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成如圖四個實驗。實驗Ⅰ、Ⅳ中小花變紅，實驗Ⅱ、Ⅲ中小花不變色。下列說法不正確的是（　　） 　　　　　　　 Ⅰ.噴稀醋酸 　　　　　　 Ⅱ.噴水 　　　　 Ⅲ.直接放入二氧化碳中 Ⅳ.噴水后放入二氧化碳中 A.實驗Ⅰ、Ⅱ說明醋酸可以使小花變紅 B.實驗Ⅲ說明二氧化碳不能使小花變紅 C.實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ說明二氧化碳能與水發生化學反應 D.上述實驗說明二氧化碳和醋酸具有相似的化學性質 答案：D 5.下圖是某同學設計的實驗室制取二氧化碳并驗證其性質的實驗裝置圖。請回答下列問題： A B C D E （1）將A、E裝置連接時，應將A裝置的導管a與E裝置的導管 （填“b”或“c”）相連接。檢驗E裝置中二氧化碳已收集滿的方法是____________________________________。 （2）將A、B裝置連接，觀察到B中的現象是 ， 可驗證二氧化碳的性質是 。 （3）將A、C裝置連接，可驗證二氧化碳與氫氧化鈣反應，該反應的化學方程式為 。 （4）用E裝置收集滿一瓶二氧化碳氣體，取下雙孔橡皮塞，將瓶中的氣體沿D裝置燒杯右側內壁緩慢倒入，現象是 ，該現象說明二氧化碳具有的物理性質是 ，化學性質是 。 答案：（1）c 用燃著的木條靠近E瓶b導管口，木條火焰熄滅 （2）溶液由紫色變為紅色 二氧化碳能與水反應 （3）Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O （4）燃著的蠟燭由下至上依次熄滅 密度比空氣大 不能燃燒，不支持燃燒 板書設計 第六單元　碳和碳的氧化物 課題3 二氧化碳和一氧化碳 第一課時　二氧化碳 一、二氧化碳的物理性質 1.通常狀況下是無色、無味的氣體 2.密度比空氣大 3.能溶于水 4.干冰（固體CO2）易升華 二、二氧化碳的化學性質 1.二氧化碳不燃燒，一般也不支持燃燒，不能供給呼吸 2.二氧化碳與水反應 CO2+H2OH2CO3 H2CO3H2O + CO2↑ 3.二氧化碳與石灰水反應 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+ H2O 三、二氧化碳的用途 四、二氧化碳對環境的影響 第二課時 一氧化碳 教學過程 回顧思考 實驗現象與結論現象： 下 層蠟燭先熄滅， 上 層蠟燭后熄滅。 物理性質： 二氧化碳密度比空氣大 性質 化學性質： 二氧化碳不燃燒，不支持燃燒
　　 實驗現象與結論現象： 試管中液面上升 性質： 二氧化碳能溶于水現象： 紫色石蕊溶液變紅 性質： 二氧化碳與水反應生成碳酸 化學方程式： CO2+H2O H2CO3
導入新課 【引入】冬天到了，有的地區要用煤爐燒煤取暖，如果通風不暢，容易發生煤氣中毒事件。你知道什么是煤氣中毒嗎？煤氣中毒是如何發生的？如何預防煤氣中毒？ 科學研究表明。煤氣中毒實質是一氧化碳中毒。接下來，讓我們走近這種神秘的氣體——一氧化碳。 講授新課 【引入】 碳元素有+2和+4價，所以碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳兩種。前面我們已經學習過二氧化碳的性質和制法，今天開始學習有關一氧化碳的知識。 一、一氧化碳的物理性質 【學生思考】剛才說了，煤氣中毒就是一氧化碳中毒。一氧化碳有沒有顏色？有沒有氣味？能否溶于水？ 【觀察】展示盛滿一氧化碳氣體的集氣瓶，觀察氣體的顏色和狀態。 【實驗探究】 （1）把兩支分別盛滿一氧化碳和二氧化碳的試管倒置在水槽中，讓學生觀察水面是否上升。 （2）用拇指按住盛有一氧化碳的試管口，從水槽中取出試管，松開手指讓一位學生聞氣體氣味（提示用正確的操作方法聞氣味）。 （3）按（2）同樣操作從水槽中取出另一支試管，滴入2～3滴石蕊試液。 【教師分析】把兩支盛滿氣體的試管倒置在水槽中。如果氣體能溶于水，試管內的壓強減小，大氣壓會把水壓入管內，引起液面上升。如果氣體不溶于水，液面不會有明顯變化。 【教師總結】一氧化碳不溶于水，無氣味。二氧化碳能溶于水，二氧化碳溶于水后，跟水反應生成碳酸，使石蕊試液變紅。 【教師講解】因為一氧化碳無氣味，所以一旦發生煤氣中毒不易察覺。由此說明，平時聞到的煤氣味不是一氧化碳的氣味。 【教師總結】一氧化碳和二氧化碳的物理性質 顏色氣味狀態溶解性密度（與空氣比較）CO無色無味氣態難溶于水比空氣略小（1.250 g/L）CO2無色無味氣態能溶于水比空氣大（1.977 g/L）
【教師提問】根據一氧化碳的物理性質，我們在實驗室應怎樣收集它呢？ 【學生回答】排水集氣法。 【學考思考】用向下排空氣法行不行？ 【學生回答】不行，因為一氧化碳密度跟空氣接近，且一氧化碳無色無味，無法知道氣體是否集滿，而且一氧化碳有毒，長時間收集可能對實驗者或環境有害。 二、一氧化碳的化學性質 （1）可燃性 【學生思考】CO與CO2在分子組成上相差一個氧原子，物理性質略有差異，它們的化學性質是否不同？ 【演示實驗】在集氣瓶中點燃一氧化碳，提問如何檢驗產物，追問哪里看見過這樣的藍色火焰。 【學生活動】學生設計檢驗產物方法，認真觀察，描述實驗現象，并根據實驗現象寫出反應的化學方程式。 【教師總結】一氧化碳能燃燒，發出藍色火焰，放出大量的熱，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。燃燒的化學方程式為2CO+O22CO2。 【注意】一氧化碳與空氣（或氧氣）混合時，遇明火可能發生爆炸，所以點燃前必須檢驗它的純度。 【小組討論】煤爐中可能發生的反應。 【學生回答】上方：2CO+O2 2CO2 中部：C+CO2 2CO 下方：C+O2 CO2 （2）毒性 【演示實驗】 一氧化碳的毒性實驗 【學生活動】閱讀教材P121，交流、討論： ①煤氣中毒的生理過程是怎樣的？ ②在什么條件下容易發生煤氣中毒？ ③有人用煤火取暖，又擔心煤氣中毒，臨睡前在煤爐上和地面上放兩大盆冷水，這樣做能預防煤氣中毒嗎？ ④用煤火取暖時，怎樣預防煤氣中毒？ 【教師分析】①引起煤氣中毒的原因是一氧化碳被吸入肺中與血液里的血紅蛋白結合。一氧化碳與血紅蛋白結合的能力比氧氣大200～300倍，造成機體急性缺氧。當一氧化碳在空氣中占到總體積的0.02％時，人在2～3 h后就會出現頭暈惡心的癥狀。特別注意：一氧化碳有劇毒。 ②火爐通風不良，氧氣供給不足；當爐火快熄滅或剛加煤時，火爐里中下層煤炭燃燒產生的二氧化碳向上通過灼熱煤炭會產生較多的一氧化碳。因此，我們不宜長時間在密閉房間里使用炭火取暖。 ③這種說法不正確。因為一氧化碳難溶于水，也不與水發生化學反應。 ④打開門窗通風，煙囪暢通等。 【學生討論】煤氣廠為什么常在家用煤氣（主要成分是一氧化碳）中摻入微量具有難聞氣味的氣體？如發生煤氣泄漏，應該怎么辦？ 【教師分析】因為一氧化碳是無色無味的氣體，而一氧化碳有劇毒，所以有必要加入微量具有難聞氣味的氣體來提醒人們煤氣泄漏。如果發生煤氣泄漏，應該立即開窗通風并關閉煤氣閥門。此時千萬不能開燈檢查泄漏源，因為開燈時會產生電火花引爆煤氣。若有人中毒，應立即送醫院搶救。 （3）還原性 【演示實驗】教師在通風櫥中演示一氧化碳還原氧化銅的實驗，學生認真觀察現象、思考。 【學生活動】觀察黑色氧化銅的變化和澄清石灰水的變化，根據實驗現象，判斷有什么物質生成？寫出化學方程式。 【小結】①實驗步驟：在玻璃管中放入CuO，先通入純凈的CO排凈玻璃管中的空氣，加熱。實驗完畢后先停止加熱，繼續通CO至冷卻。 ②實驗現象：黑色粉末變成光亮的紅色，澄清石灰水變渾濁。 ③化學方程式：CO+CuOCu+CO2 【教師分析】一氧化碳在反應中奪取了氧化銅中的氧，使氧化銅還原成銅，同時生成二氧化碳。說明一氧化碳具有還原性，是該反應的還原劑。這與碳單質的化學性質相似。從得氧、失氧的角度分析： 氧化銅失去氧，被還原（成銅），發生還原反應；氧化銅是氧化劑——具有氧化性。 CO得到氧，被氧化（成CO2）， 發生氧化反應；CO是還原劑——具有還原性。 【小組討論】 ①做實驗時，要注意尾氣中一氧化碳的處理和綜合利用，為什么不能直接排入空氣？ ②應該怎樣處理尾氣中的一氧化碳，防止對空氣的污染？（可以用氣球收集或直接點燃尾氣，使其燃燒） ③前面我們已學過木炭還原氧化銅的實驗裝置。這套裝置是否適用于一氧化碳還原氧化銅呢？為什么？（投影木炭還原氧化銅的實驗裝置圖，學生討論后回答：用碳還原氧化銅的裝置不行，因為不能把一氧化碳氣體先裝在試管里跟氧化銅反應。） ④在用一氧化碳還原氧化銅實驗中，我們必須注意“兩先兩后”，即“先通氣后點燃，先熄燈后停氣”。請敘述理由。（學生討論回答：先通入一氧化碳，趕出試管內的空氣，避免一氧化碳跟管內的空氣混合，受熱而引起爆炸。停止反應后，先熄滅酒精燈，仍繼續通一氧化碳，防止灼熱的銅遇到進入管內的空氣又生成氧化銅） 三、一氧化碳的用途 【教師提問】物質的性質決定物質的用途。根據一氧化碳的化學性質討論分析它有什么用途，并分別說明這些用途利用了一氧化碳的哪些化學性質。 【學生回答】（1）作氣體燃料（可燃性） （2）冶煉金屬（還原性） 【教師分析】工業上利用一氧化碳的還原性，在煉鐵廠把鐵礦石還原成鐵。一氧化碳跟氧化鐵反應的化學方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 四、典例剖析 例1 下列關于CO和CO2的說法正確的是（　　） A.干冰用于人工降雨和制冷劑，是利用了CO2的化學性質 B.空氣中CO2含量的升高會導致溫室效應 C.用聞氣味的方法能夠區別CO2和CO D.CO2和CO都可用于制碳酸飲料 解析：干冰用于人工降雨和制冷劑，是利用了CO2的物理性質， A錯誤；空氣中CO2含量的升高會導致溫室效應加強， B正確；CO2和CO都是無味的氣體，用聞氣味的方法不能區別CO2和CO， C錯誤；CO2能與水化合生成碳酸，能用于制碳酸飲料，CO不可用于制碳酸飲料， D錯誤。 答案：B 例2 草酸亞鐵晶體（FeC2O4 2H2O） 受熱分解的化學方程式為FeC2O4 2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。通過如圖裝置吸收或驗證該反應得到的氣體產物，下列說法錯誤的是（　　） ① ② ③ A.①中裝有氧化鈣固體，可吸收氣體產物中的水蒸氣 B.②中固體由黑色變為紅色，可驗證原氣體產物中有一氧化碳 C.③中石灰水變渾濁，可驗證原氣體產物中有二氧化碳 D.③中尾氣進行點燃，可防止尾氣造成污染 解析：氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，①中裝有氧化鈣固體，可吸收氣體產物中的水蒸氣，A正確；②中固體由黑色變為紅色，即氧化銅和一氧化碳發生還原反應生成銅，B正確；③中澄清石灰水變渾濁無法確定是一氧化碳和氧化銅反應生成的二氧化碳引起的還是原混合氣體中的二氧化碳引起的，C錯誤；一氧化碳具有可燃性和毒性，③中尾氣點燃，可防止尾氣造成污染， D正確。 答案：C 課堂小結 本節課主要學習了一氧化碳的三大性質：可燃性、毒性、還原性。通過本節學習，我們了解了一氧化碳的各種性質，它既能危害人類，又能造福于人類。我們只有掌握物質的性質，才能合理利用資源，防止污染，保護環境。 當堂達標 1.下列有關CO的性質中，不屬于物理性質的是（　　） A.無色 B.無味 C.可燃燒 D.不溶于水 答案：C 2. 關于C、CO、CO2三種物質，有下列說法： ①三種物質都含有碳元素，都具有還原性 ②CO、CO2都是沒有顏色、沒有氣味的氣體 ③CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨 ④CO2能產生溫室效應，CO易與血液中的血紅蛋白結合引起中毒 ⑤CO2可用來滅火，CO可用作燃料 上述說法中正確的是（　　） A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.①③⑤ 答案：C 3.一氧化碳與氧化銅反應的實驗裝置如圖所示，下列說法不正確的是（　　） A B C A.先點燃A處酒精燈再通一氧化碳 B.玻璃管中黑色固體變紅 C.B處石灰水變渾濁說明反應生成二氧化碳 D.C處酒精燈作用是處理尾氣 答案：A 4. “歸納與比較”是化學學習的常用方法。關于CO2與CO的歸納和比較不正確的是（　　） A.構成：一個二氧化碳分子比一個一氧化碳分子多一個氧原子 B.性質：CO2能溶于水，不能燃燒；CO難溶于水，能燃燒 C.用途：CO2可用于光合作用、滅火等；CO可做氣體燃料 D.危害：CO2能引起酸雨；CO與血液中的血紅蛋白結合引起中毒 答案：D 5.某同學設計如圖所示的實驗裝置進行一氧化碳還原氧化銅的實驗。試回答： （1）該裝置存在的一個主要問題是_________________________，寫出你的改進方法： 。 （2）實驗開始時，是先給氧化銅加熱，還是先通入一氧化碳 。 （3）實驗過程中，A處能觀察到的實驗現象是 ，發生反應的化學方程式為 ，B處觀察到的實驗現象是 。 答案：（1）缺少尾氣處理裝置　在出氣口處添加一盞燃著的酒精燈，把未反應的一氧化碳燃燒掉 （2）先通入一氧化碳 （3）黑色的固體逐漸變成光亮的紅色固體　CuO+CO Cu+CO2　澄清石灰水變渾濁 板書設計 第六單元　碳和碳的氧化物 課題3 二氧化碳和一氧化碳 第二課時 一氧化碳 一、CO的物理性質 1.無色無味的氣體 2.難溶于水 3.密度比空氣略小 二、CO的化學性質 1.可燃性：2CO + O22CO2 2.毒性：易與血液中的血紅蛋白結合，造成生物體內缺氧 3.還原性：CO + CuOCu + CO2 三、CO的用途 1.作氣體燃料（可燃性） 2.冶煉金屬（還原性） 教學反思

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