資源簡介

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第六單元　碳和碳的氧化物
課題 1　碳單質的多樣性（第2課時）
初中化學人教版九年級上冊
1.了解碳單質的化學性質及應用，深化對“性質決定用途”的認識。（化學觀念、科學思維）
2.通過木炭還原氧化銅的實驗，培養觀察現象、獲取證據、分析推理和評價反思等能力。（科學探究與實踐、科學思維）
3.通過收集和查詢碳單質的信息，弘揚中華優秀傳統文化，增強文化自信與民族自豪感。（科學態度與責任）
教學目標
清明上河圖
創設情境，導入新課
王羲之的《蘭亭序》
（墨是用炭黑制成的）
沿用至今：碳素墨水
明唐寅落霞孤鶩圖
明清時代祖先的古畫
【提問】我國古代書畫作品能夠保存很長時間而不變色，說明碳單質具有怎樣的化學性質？
單質碳與氧氣反應
任務一：常溫下碳單質的穩定性
【微觀分析】如圖為碳原子的結構示意圖，試著從碳原子結構的角度分析常溫下碳單質化學性質不活潑的原因。
碳原子的最外層電子數為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化性比較穩定。
所以用墨書寫或繪制的古字畫能長久保存而不變色。
任務一：常溫下碳單質的穩定性
需長期保存的檔案資料一般用碳素墨水書寫；木質電線桿埋入地下部分用火燒焦；鉆石恒久遠，一顆永流傳都說明了碳常溫下具有怎樣的化學性質？
鐵路枕木被炭化
木頭線桿被埋入地下的部分被燒焦
常溫下，碳的化學性質穩定
鉆石恒久遠，一顆永流傳
檔案、重要文件的簽寫使用碳素墨水
《天工開物》中記載關于煤炭：“以木炭少許引燃,嫫熾嫫熾:猛烈燃燒達晝夜”發生了什么化學反應？
如果溫度升高，碳的活潑性又如何呢
我國是世界上最早發現和利用煤炭的國家，文字記載可以追溯到春秋戰國時代。
【提問】這些資料中碳單質在生活、生產中的應用，體現了碳單質的哪些化學性質？
第 六 單 元 課 題 1 金剛石 石墨 C60
燃燒：（放熱） 化學方程式 結論 啟示
充分燃燒
不充分燃燒 冬天用煤取暖一定要注意通風，防止中毒。（放一盆水不能防止中毒）
C + O2 CO2
（O2充足）
點燃
2C + O2 2CO
（O2不充足）
點燃
性質：可燃性
用途：作燃料
木炭在氧氣中燃燒的現象:發出白光，放出熱量， 生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體
碳單質（碳、金剛石、石墨、石墨烯、C60 、碳納米管等有相似的化學性質：都具有可燃性）C60 + 60O2 = 60CO2
任務二：碳單質與氧氣的反應——可燃性
點燃
反應物相同時，反應物的量不同，生成物不同。
2.發生裝置：
猜想生成物及檢驗方法：
反應物狀態：
反應條件：
固體
Cu：
CO2：
高溫
黑色固體
任務三：探究木炭與氧化銅反應
1.藥品：CuO、C
看顏色(紅色固體)
澄清的石灰水
網罩
思考：1.試管為什么要略向下傾斜？
2.火焰上罩網罩的作用是什么？
3.實驗結束時，為什么要先從石灰水中取出導氣管再熄滅酒精燈？
4.反應的現象，化學方程式？
與加熱
高錳酸鉀或氯酸鉀
制取O2相同的
發生裝置
【反應裝置】
固體由黑色變成紅色 ，澄清石灰水變渾濁
2CuO +C 2Cu + CO2
高溫
【現象】
【反應方程式】
任務三：探究木炭與氧化銅反應
網罩或酒精噴燈：集中火焰，提高溫度
實驗分析：
1.試管口為什么略向下傾斜
2.為什么酒精燈加網罩？
3.實驗結束時，為什么先撤出導氣管，然后再熄滅酒精燈？
4.為什么待試管冷卻后再把試管內的粉末倒在紙上觀察現象？
2Cu + O2 = 2CuO
△
集中火焰，提高溫度
防止澄清石灰水倒流使試管炸裂
防止生成的銅被氧化成氧化銅。
任務三：探究木炭與氧化銅反應
防止冷凝水倒流，使試管炸裂
任務三：探究木炭與氧化銅反應
實驗分析：
5.剛開始試管中出現氣泡，為什么石灰水不變渾濁
6.木炭研細、研磨，與CuO粉末混合均勻, 目的是？
剛開始的排出是試管中的空氣
增大反應物的接觸面積，充分反應
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高溫
氧化銅失去氧變為銅單質
還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。
任務四：還原反應及其應用
氧化反應：物質得到氧的反應
CuO發生還原反應，作氧化劑，具有氧化性
C發生氧化反應，具有還原性，作還原劑，用途：冶煉金屬
碳得到氧變為了二氧化碳
高溫
任務四：還原反應及其應用
對于煉鐵，《天工開物》中記載：“凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三”請分析氧化鐵如何轉化為鐵？
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
應用1：碳的還原性可用于冶金工業。
如，利用焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來。
C + CO2 2CO
高溫
應用2：在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉變成一氧化碳。
請寫出木炭還原四氧化三鐵的化學方程式。
任務四：還原反應及其應用
高溫
Fe3O4＋2C 3Fe＋2CO2↑
課課堂小結
碳單質
化學性質
穩定性：碳在常溫下化學性質穩定
可燃性
還原性：
C + O2 　　 CO2
點燃
點燃
2C + O2 　 2CO
C + 2CuO
2Cu + CO2
高溫
↑
1.常溫下,碳單質化學性質不活潑。下列用途沒有利用這一性質的是( )
A.用墨汁繪畫寫字 B .用碳素筆書寫檔案材料
C .鐵路枕木表面燒焦碳化 D .用作燃料
D
2.如圖是木炭與氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法錯誤的是( )
A.該實驗需要較高溫度
B.木炭發生了還原反應
C.實驗前應把木炭粉充分烘干
D.該實驗中的木炭粉可以換成活性炭
B
課課堂訓練
3.興趣小組同學將80g氧化銅和8.4g的炭粉在隔絕空氣的密閉裝置中持續加強熱，通過傳感器測得裝置內CO2的質量變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．a點炭粉一定完全反應
B．t2時，裝置中氣體只有CO2
C．t2時，裝置中木炭的質量為2.4g
D．裝置中CO2的質量減少的原因是高溫下炭粉與二氧化碳反應
D
課課堂訓練
4.若8g氧化銅被木炭還原,試計算能生成銅的質量是多少。
解:設8g氧化銅被木炭還原,能生成銅的質量為x。
C+ 2CuO = 2Cu + CO2↑
160 128
8g X
160 8g
128 X
8gx128
160
= 6.4g
答: 8g氧化銅被木炭還原,能生成銅的質量為6.4g。
x=
=
高溫
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