【正文】 湖南永州藍(lán)山一中課題研究小組 雷陽助 E—mail：leiyangzhu@167。5－1 碳的幾種單質(zhì)【教學(xué)目的】1．了解金剛石、石墨、木炭等碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途2．通過分析金剛石、石墨是由碳元素組成的兩種不同單質(zhì)，進(jìn)一 步理解元素和單質(zhì)這兩個(gè)基本概念的區(qū)別和聯(lián)系【教學(xué)重點(diǎn)】金剛石、石墨在物理性質(zhì)方面的特征與用途【教學(xué)用具】集氣瓶、氧化鈉、木炭、品紅、水、燒杯【教學(xué)難點(diǎn)】金剛石、石墨物理性質(zhì)方面的特征與用途之間的聯(lián)系【教學(xué)方法】講述法、練習(xí)法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)過程】寫出下列物質(zhì)中碳元素的化合價(jià)：C CO CO２ H2CO3 CaCO3碳及碳的化合物是化學(xué)世界最龐大的家庭，有碳單質(zhì)，如金剛石、石墨、無定形炭，還有無機(jī)含碳物質(zhì)，和有機(jī)物等，所有有機(jī)物都有碳，氫兩種元素。如天然氣的主要成份甲烷（CH4），還有酒精、醋酸等，今天，我們來學(xué)習(xí)碳的幾種單質(zhì)。以單質(zhì)形式存在的碳有金剛石、石墨，還有無定形碳如木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。（注意：碳和炭） 問：金剛石、石墨，無定形碳都是以碳元素組成的單質(zhì)，如果把石墨和金剛石混合在一起，是混合物還純凈物？是混合物，它也說明了以前學(xué)習(xí)過的單質(zhì)的概念，應(yīng)該是指同種元素組成的純凈物，而不能光光說由同種元素組成的物質(zhì)。下列我們分別討論一下這幾種碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)以及它們的用途：一、金剛石1．物理性質(zhì)純凈的金剛石是一種無色透明的，正八面體形狀的固體，經(jīng)仔細(xì)琢磨會(huì)帶上光澤，成為璀燦奪目的裝飾品－－鉆石，它是一種不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱的固體，是自然存在的最硬的一種物質(zhì)。2．用途堅(jiān)硬是金剛石最重要的性質(zhì)，可以利用這個(gè)性質(zhì)，將金剛石做為切割玻璃的玻璃刀，還可用來切割大理石，加工堅(jiān)硬的金屬，作為鉆探機(jī)的探頭。二、石墨1．物理性質(zhì)石墨是一種深灰色的有金屬光澤，不透明的細(xì)鱗片狀固體，質(zhì)地很軟，是最軟的礦物之一，可以導(dǎo)電，具有良好的導(dǎo)電性能，它具有滑膩的感覺。2．用途利用它具導(dǎo)電性能可作為電極，如電池中的石墨電極等，因?yàn)樗哂谢伒母杏X所以它可用來作為潤(rùn)滑劑。金剛石和石墨都是碳的單質(zhì)，但它們的性質(zhì)（物理性質(zhì)）卻截然不同，它主要是因?yàn)槠渲刑荚拥呐帕胁煌?，它們的物理性質(zhì)才會(huì)這么大的差異。三、無定形碳無定形碳中有木炭、焦炭、炭黑、活性炭等，而木炭是我們最經(jīng)常接觸的一種，現(xiàn)在主要以木炭為代表研究一下木炭的物理性質(zhì)及它的一些主要用途。（一）木炭1．物理性質(zhì)木炭是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的一種灰黑色的多孔性固體演示：演示實(shí)驗(yàn)5－2現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)前集氣瓶中充滿紅棕色的二氧化氮，當(dāng)加入木炭振蕩后，紅棕色消失。結(jié)論：木炭具有強(qiáng)的吸咐能力。演示：演示實(shí)驗(yàn)5－3現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)前小錐形瓶里的水顯紅色，當(dāng)加入木炭后振蕩，紅色消失結(jié)論：木炭具有強(qiáng)的脫色能力。木炭具有強(qiáng)的吸咐能力，具有強(qiáng)的脫色能力。問：木炭為什么具有吸附能力呢？答：木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，木炭中的管道愈多，跟氣體或溶液接觸面積就愈大，吸附能力愈強(qiáng)。2．用途利用木炭的具脫色、吸附能力，可用來吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，也可以用來吸附有臭味的物質(zhì)，作為防毒面具里的濾毒罐。無定形碳中的焦炭常用于冶金工業(yè)，炭黑常用于制造墨、油墨、油漆、鞋油和顏料等，把炭黑加到橡膠里，能夠增加輪胎等制品的耐磨性?！拘〗Y(jié)】總結(jié)全節(jié)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)。【課后作業(yè)】P82 3【板書設(shè)計(jì)】167。5－2 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)【教學(xué)目的】1．了解單質(zhì)碳在常溫下的化學(xué)穩(wěn)定性和升溫時(shí)的化學(xué)活動(dòng)性2．了解各種碳單質(zhì)、物理性質(zhì)差異大，但化學(xué)性質(zhì)卻相同3．掌握碳的可燃性和還原性4．初步了解化學(xué)反應(yīng)伴隨的能量變化【教學(xué)重點(diǎn)】碳單質(zhì)的可燃性和還原性【教學(xué)難點(diǎn)】碳單質(zhì)與氧化銅、二氧化碳發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)【教學(xué)方法】講述法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)用具】集氣瓶【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：1．以單質(zhì)形式存在的碳有哪些？2．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①氫氣與氧化銅的反應(yīng)；②碳在氧氣中燃燒。碳在常溫下，化學(xué)性質(zhì)是不活潑的，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，比如：木炭在常溫下穩(wěn)定，金剛石，石墨也是這樣，還有我國(guó)古代，用墨書寫或繪制字畫，雖年深日久，仍不變色，都說明了碳在常溫下，性質(zhì)是穩(wěn)定的。一、在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定二、碳跟氧氣反應(yīng)（可燃性）在講一章“氧氣的性質(zhì)”時(shí)，我們已經(jīng)學(xué)過了碳可以在氧氣中燃燒，那么，碳在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是什么樣的（比在空氣中燃燒得更旺，發(fā)出白光，放出大量的熱，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體），這是碳在氧氣中充分燃燒時(shí)的現(xiàn)象，生成的氣體是二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：充分燃燒：C＋O2＝＝CO2（點(diǎn)燃）如果說，大量的碳在少量的氧氣中燃燒，結(jié)果就不一樣了，這時(shí)就是碳燃燒不充分，此時(shí)生成物量種叫一氧化碳的氣體，同時(shí)放出熱，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2．不充分燃燒：2C＋O2＝＝2CO（點(diǎn)燃）上述兩個(gè)反應(yīng)，在以煤為燃料的廚房里也經(jīng)常發(fā)生。煤的主要成份是碳，當(dāng)空氣充足，爐火很旺時(shí)，煤燃燒充分，主要生成二氧化碳，爐火不旺時(shí)，煤燃燒不充分，生成較多量的一氧化碳，前面我們學(xué)習(xí)過一氧化碳是污染空氣的一種氣體，一氧化碳是有毒的氣體，那么在冬天生火取暖時(shí)，若門窗關(guān)閉，為什么容易中毒呢？（這是因?yàn)殚T窗關(guān)閉之后，碳燃燒不充分，生成大量的一氧化碳，而容易發(fā)生煤氣中毒）以上實(shí)驗(yàn)說明了碳具有可燃性。討論：怎樣證明金剛石和石墨都是由碳元素組成？三、高溫下跟某些氧化物的反應(yīng)：（還原性）1．與氧化銅發(fā)生反應(yīng)：演示：演示實(shí)驗(yàn)5－4“用木炭還原氧化銅”現(xiàn)象：加熱片刻，看到試管的黑色氧化銅粉末逐漸變紅，右管內(nèi)澄清石灰水變渾濁。黑色氧化銅逐漸變紅，說明氧化銅被木炭還原成銅：而生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁，說明炭在加熱條件下被氧化銅氧化成二氧化碳。結(jié)論：白色渾濁是碳酸鈣，紅色固體是銅粉。這個(gè)反應(yīng)說明了單質(zhì)碳具有還原性，它可用于冶金工業(yè)，例如：用焦炭可把炭可把鐵從它的氧化物礦石中還原出來，單質(zhì)不僅可將金屬?gòu)乃难趸镏羞€原出來，它還可與二氧化碳，水等非金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（還原反應(yīng)）單質(zhì)碳與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳。2．與二氧化碳反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)C＋CO2＝＝2CO（高溫）單質(zhì)碳與二氧化碳反應(yīng)需吸熱，而碳在氧化中燃燒時(shí)是放熱的，在化學(xué)變化過程中同時(shí)伴隨著熱量的變化，這就是化學(xué)反應(yīng)中的吸熱和放熱的現(xiàn)象，碳與二氧化碳的反應(yīng)，我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中的例子可以得到證實(shí)，在燒得很旺的爐火里，添上大量的煤之后，濕度會(huì)降低，同時(shí)產(chǎn)生煤氣（一氧化碳）；一氧化碳也是一種可燃性氣體，它在燃燒時(shí)，放出大量的熱，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰，關(guān)于它的一些性質(zhì)，我們將在本章第五節(jié)中學(xué)習(xí)，下面我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)碳與水的反應(yīng)。3．碳與水的反應(yīng)碳和水反應(yīng)之后，生成的混合氣體，我們稱為水煤氣（主要是CO和H2），這就是我們工業(yè)上制取氫氣的原理：C＋H2O＝＝CO＋H2↑（高溫）單質(zhì)碳和水反應(yīng)之后，生成的水煤氣中的兩種氣體都是易燃的，這就是為什么濕煤比干煤燒得更旺的原因所在。我們說化學(xué)反應(yīng)過程中都伴隨著能量的變化，化學(xué)反應(yīng)放出熱量是一種主要的能源，可直接供給人們?nèi)∨?、加熱、也可轉(zhuǎn)化為電能、動(dòng)能等，如核電站就是將化學(xué)變化時(shí)放出的熱量變成電能的典型例子。討論：如果沒有化學(xué)變化放出的熱量，世界將變化什么樣？答：若沒有化學(xué)變化放出的能量的利用，就沒有人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，就沒有當(dāng)今社會(huì)的科學(xué)技術(shù)，文化生活高度發(fā)展的社會(huì)。我們今天所學(xué)的單質(zhì)碳的性質(zhì)和前面所學(xué)過的什么物質(zhì)的性質(zhì)很相似？碳和氫氣的性質(zhì)比較：【總結(jié)】總結(jié)全節(jié)內(nèi)容，突出重點(diǎn)：碳單質(zhì)具有可燃性和還原性【課后作業(yè)】P85 4【板書設(shè)計(jì)】167。5－4 二氧化碳的性質(zhì)【教學(xué)目的】1．聯(lián)系自然界的生命活動(dòng)，認(rèn)識(shí)二氧化碳的重要性。2．通過課堂演示實(shí)驗(yàn)，了解二氧化碳的物理性質(zhì)和用途。3．通過實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)分析，掌握二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。4．聯(lián)系生活實(shí)際，了解石灰石的用途?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】二氧化碳跟水的反應(yīng)【教學(xué)難點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)分析，掌握二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)?！窘虒W(xué)方法】講述法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)用具】燒杯。試管【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：1．單質(zhì)碳具有哪些化學(xué)性質(zhì)？2．單質(zhì)碳在常溫下，化學(xué)性質(zhì)是穩(wěn)定還是活潑的？上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)，知道了在常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但在高溫條件下，它的化學(xué)性質(zhì)大大增強(qiáng)，具有可燃性和還原性，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)碳的一種化合物－－二氧化碳的性質(zhì)。碳的化合物有CO、COH2CO碳酸鹽及有機(jī)物等，其中二氧化碳是我們最熟悉的，大家知道大氣中，％，如果說，沒有這些二氧化碳行不行呢？%來得大，甚至很多可以嗎？如果沒有大氣中這些二氧化碳是不行的，如果沒有的，植物就不能進(jìn)行光合作用，也就沒有了氧氣，則人類的生存和其他動(dòng)物的生存就無法進(jìn)行，則地球上就沒有生命的存在了，但若是它的含量提高，當(dāng)它的含量達(dá)1％，對(duì)人體就有害處，達(dá)4％－5％時(shí)，會(huì)使人感到氣喘、頭痛、眩暈，達(dá)到10％，呼吸就會(huì)停止（因?yàn)槎趸际遣荒芄┙o呼吸），所以，大氣中的二氧化碳的含量應(yīng)該要有，但又不能太高。下面我們先來學(xué)習(xí)它的物理性質(zhì)。一、物理性質(zhì)二氧化碳是一種無色無味的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，／升，可溶于水，1體積的水約能溶解1體積的二氧化碳，在降溫加壓時(shí)，可把二氧化碳?xì)怏w變成無色的液體，甚至變成雪花狀固體，我們稱二氧化碳固體為“二冰”二、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)1．不支持燃燒，不能供給呼吸。．演示：演示實(shí)驗(yàn)5－6，二氧化碳使蠟燭火焰熄滅?，F(xiàn)象：低的一根蠟燭先滅，高的一根蠟燭后滅。結(jié)論：它是一種不能支持燃燒的氣體，它的密度比空氣大。二氧化碳是一種不能支持燃燒的氣體，同時(shí)它也不能供給呼吸。一些久未開啟的菜窯，干涸的深井和深洞底部，二氧化碳的含量很高，在進(jìn)入這些地方前，應(yīng)先做“燈火試驗(yàn)”確定能否進(jìn)去。否則會(huì)發(fā)生意外。2．二氧化碳水溶液顯酸性演示：演示實(shí)驗(yàn)5－7現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)前，試管里的溶液顯紫色，通入二氧化碳后，溶液顏色變成紅色，對(duì)該試管里的溶液加熱后，溶液又顯紫色，結(jié)論：二氧化水溶液能使紫色石蕊試液變成紅色（顯酸性），但它是一種不穩(wěn)定的酸，在加熱時(shí)它就會(huì)發(fā)生分解。CO2＋H2O＝＝H2CO3H2CO3＝＝CO2↑＋H2O（加熱）3．能使澄清的石灰水變渾濁，但過量的二氧化碳又會(huì)使溶液變澄清演示：往澄清的石灰水里通入CO2氣體?，F(xiàn)象：先有白色沉淀生成，長(zhǎng)時(shí)間通入，又會(huì)變澄清。結(jié)論：剛通入生成碳酸鈣沉淀，當(dāng)通入過時(shí)時(shí)，碳酸鈣與二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸氫鈣（可溶性物質(zhì)）。Ca（OH）2＋CO2＝＝CaCO3↓＋H2OCaCO3＋CO2＋H2O＝＝Ca（HCO3）2討論：為了使用石灰漿抹的墻壁快點(diǎn)干燥，為什么常常在室內(nèi)生個(gè)炭火盆，為什么開始放火盆時(shí)，墻壁反而潮濕？三、二氧化碳的用途我們知道物質(zhì)的用途主要由它的性質(zhì)來決定，從二氧化碳不能支持燃燒，用它作為滅火劑，利用干冰升華需吸熱，可用來致冷劑，作為人工降雨，二氧化碳還可用在工業(yè)上，生產(chǎn)純堿，尿素、汽水、供給植物光合作用，作為植物生命的肥料等。四、石灰石的用途石灰石、大理石的主要成分都是碳酸鈣，它是建筑的主要材料，工業(yè)上用于制生石灰，同時(shí)副產(chǎn)二氧化碳，生產(chǎn)水泥等。CaCO3＝＝CaO＋CO2↑（高溫）【總結(jié)】總結(jié)全節(jié)內(nèi)容，突出重點(diǎn)“二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”【課后作業(yè)】P92 【板書設(shè)計(jì)】167。5－4 二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法【教學(xué)目的】1．通過分析氧氣、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，使學(xué)生了解在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制取 氣體的方法和設(shè)計(jì)思路，2，研討二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的原 理和實(shí)驗(yàn)裝置，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。3．通過講解和演示實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單介紹泡沫滅火器的原理，使學(xué)生對(duì)滅 火和滅火器有一個(gè)大致的印象。【教學(xué)重點(diǎn)】1．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)裝置和制取方法。2．從實(shí)驗(yàn)室制取氣體的設(shè)計(jì)思路出發(fā)，學(xué)習(xí)二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法。【教學(xué)難點(diǎn)】1．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)裝置和制取方法。2．從實(shí)驗(yàn)室制取氣體的設(shè)計(jì)思路出發(fā)，學(xué)習(xí)二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法。【教學(xué)方法】講述法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)用具】錐形瓶、雙孔橡皮塞、長(zhǎng)頸漏斗、玻璃導(dǎo)管、集氣 瓶、玻璃片。【教學(xué)過程】在講二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法之前，我們先來回顧一下實(shí)驗(yàn)室制取氧氣、和氫氣的過程－－它的基本思路和方法：一、氣體的實(shí)驗(yàn)室制法的思路和方法：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路和方法，大概可歸納為以下幾點(diǎn)：第一，需要在什么條件下反應(yīng)，可用什么藥品，通過什么反應(yīng)來制取這種氣體；第二，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)，反應(yīng)所需條件和生成氣體的性質(zhì)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置（包括反應(yīng)裝置和收集裝置）；第三，需要通過什么實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證制得的氣體就是所需的氣體。下面我們就依據(jù)前面三條，研討實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。二、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法在實(shí)驗(yàn)室里，二氧化碳常用稀鹽酸跟大理石（石灰石）起反應(yīng)制得，只要在常溫條件下就可以發(fā)生，其反應(yīng)為：CaCO3＋2HCl＝＝CaCl2+H2CO3，而碳酸在常溫下就不穩(wěn)定，可發(fā)生分解，反應(yīng)的方程式為：H2CO3＝＝CO2↑＋H2O，則總的反應(yīng)為：CaCO3＋2HCl＝＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。1．反應(yīng)原理： CaCO3＋2HCl＝＝CaCl2+H2CO3＋ H2CO3＝＝CO2↑＋H2O CaCO3＋2HCl＝＝CaCl2＋CO2↑＋H2O反應(yīng)物中，碳酸鈣是固體，稀鹽酸為液體，在反應(yīng)之前，應(yīng)將兩者分開，反應(yīng)條件只要在常溫下，就可發(fā)生：我們對(duì)比一下以前學(xué)習(xí)氣體發(fā)生的反應(yīng)物狀態(tài)，反應(yīng)條件，是否與前某種氣體的發(fā)生裝置可以相同，與氫氣的反應(yīng)裝置可以相同，將大理石裝在錐形瓶里，而鹽酸可由長(zhǎng)頸漏斗加入（注意：為什么不用普通漏斗）在錐形瓶的口上還需要配一個(gè)帶導(dǎo)管的橡皮塞，以把生成的氣體導(dǎo)出。因?yàn)槎趸伎扇苡谒?，所以，通常不采用排水法收集，?