初中化学人教版九年级上册第六单元 碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和C60教案设计

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第2课时 碳的化学性质
教学目标
一、知识与技能
1.了解碳在常温与高温下表现出不同的化学性质。
2.熟悉碳在不同条件下的燃烧产物。
二、过程与方法
能认真观察实验现象，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点。
教学重点
碳的化学性质——可燃性、还原性。
教学难点
理解碳能跟氧化铜等金属氧化物的反应，表明碳具有还原性。
新课引入
天然采集到的金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。我们都知道一句经典广告词“钻石恒久远，一颗永流传”，还有电影《泰坦尼克号》女主角的钻戒在海水中经过上百年仍然光彩夺目，你知道这是为什么吗？这些例子说明单质碳有哪些化学性质呢？
教学过程
碳的化学性质
1.常温下稳定
［设问］ ①利用多媒体展示几幅古画或古人真迹。这些字画都已存在几百年乃至几千年，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。 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？
［分析］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？能决定元素化学性质的是什么？
［总结］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。
2.可燃性
［过渡］如果升高温度，碳是否会发生反应？回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出该反应的化学方程式，说出反应的现象。
［回答］木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式为C+O2CO2，实验现象为发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
［介绍］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，即2C+O22CO。
［提醒］CO俗称“煤气”，有剧毒。生活中烧煤取暖时，若煤燃烧不充分就会生成CO，使人中毒。为了防止CO中毒，取暖时要注意室内通风，使碳完全燃烧。
3.还原性
木炭还原氧化铜
课本P110［实验6-2］把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图6-1-4所示），用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度）加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
［学生实验］
现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。
分析：产物为二氧化碳、铜。
结论：该反应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑。
［分析］从分子组成上看，CuO转变为Cu，发生了什么变化?是谁导致了这种变化?
［回答］CuO转变为Cu失去了O，是碳夺走了CuO中的O。
［小结］ 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。能夺得氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性，碳、氢气都是具有还原性的物质，可以用于冶金工业，例如作高炉炼铁反应的还原剂。
［练习］焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2，这个反应是否是还原反应?若属于还原反应，哪种物质具有还原性?
［回答］此反应是还原反应，其中碳具有还原性。
［拓展延伸］①单质碳不但能夺取金属氧化物中的氧，还能夺取某些非金属氧化物中的氧，例如C+CO22CO。
②物质跟氧发生的反应叫氧化反应，它和还原反应存在于同一个反应中，例如在2CuO+C2Cu+CO2↑反应中，氧化铜失去氧发生还原反应，碳与氧化铜中的氧结合，发生的是氧化反应，氧化铜被还原了，氧化铜属于氧化剂，碳被氧化了，碳属于还原剂，具有还原性。
课堂小结
1.常温下，碳的化学性质不活泼。
2.碳单质的可燃性：氧气充足时，完全燃烧：C+O2CO2。
氧气不足时，不完全燃烧：2C+O22CO。
3.碳还原氧化铜：2CuO+C2Cu+CO2↑。
板书设计
教学反思
通过学生的亲身体验和实践，进一步培养学生的操作技巧、观察能力和分析思维能力，通过师生交流、生生交流，充分开发学生的智力，挖掘学生的潜能，使学生的个性得到张扬，使学生形成良好的情感、态度与价值观。21教
例题展示
类型一 碳的稳定性
例1碳的以下用途不是利用碳的化学性质在常温下稳定的是(A)
A.木炭在冶金工业中可以用于炼铁
B.钻石恒久远，一颗永流传
C.古代字画虽年深日久，但仍不变色
D.木头做的电线杆埋入地下部分微烧焦
解析:钻石是一种单质，而电线杆的木头烧焦后变成了木炭,其主要成分也是碳单质，在常温下化学性质都是稳定。字画是由墨汁写成的，墨汁的主要成分是石墨，利用了其他化学性质稳定的特点。木炭在冶金工业中用于炼铁是利用其还原性。
类型二 单质碳的化学性质
例2碳可用于冶金工业，焦炭与氧化铁反应的化学方程式为3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑，有关该反应的说法正确的是(B)
A.C具有氧化性
B.Fe2O3发生了还原反应
C.反应前后元素的化合价没有改变
D.反应前后固体质量不变
解析:在该反应中碳具有还原性，氧化铁发生了还原反应，铁元素与碳元素的化合价都发生了改变；反应生成了二氧化碳气体，反应后固体质量减少。
类型三 木炭还原氧化铜
例3用木炭还原氧化铜的实验如图6-1-5所示。
(1)酒精灯加网罩的目的是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度。
(2)刚开始预热时，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是开始排出的是试管内的空气。
(3)继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出发生反应的化学方程式：CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O；C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
(4)停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹紧胶皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是既能防止水倒流入热的试管，使试管炸裂，又能防止还原出的铜被氧化。
课后作业
一、当堂反馈
1.用木材作电线杆时，常把埋在地下部分的表面微微烧焦，这是因为(C)
A.表面生成的碳不吸水
B.碳易于土壤的物质发生反应
C.常温下碳的性质很稳定
D.烧掉木材表面的水分以免毁坏
2.下列物质中，既具有可燃性，又具有还原性的固体单质是(C)
A.一氧化碳 B.氢气 C.碳 D.氧气
3.在书写具有保存价值的档案时，最好使用(C)
A.铅笔 B.纯蓝墨水笔
C.碳素墨水笔 D.圆珠笔
解析:碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质稳定，适合书写具有保存价值的档案。
4.下列关于碳的完全燃烧与不完全燃烧的说法正确的是(C)
A.生成的产物相同
B.等量的碳完全燃烧与不完全燃烧放出热量一样多
C.不完全燃烧会产生对人体极为有害的物质
D.完全燃烧与不完全燃烧中，参加反应的碳与氧气的质量比相同
5.如图6-1-6所示是木炭还原氧化铜的实验装置图：
（1）继续加热时，试管①中观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色固体。
（2）待试管冷却后对剩余固体分析发现，剩余固体中含有氧化铜、碳和铜，剩余固体中仍含有氧化铜的原因，可能是碳和氧化铜没有完全反应就停止了加热，还有可能是从试管②中撤出导管时，有空气进入试管①中，与灼热的铜再次反应生成氧化铜。
二、课后练习
1.在一定条件下，下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是(A)
A.CO B.CO2 C.O2 D.CuO
2.科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”(如图6-1-7所示)，碳片是世界上最薄的材料。下列说法错误的是(B)
A.碳片是一种单质
B.碳片和C60是同一种物质
C.在一定条件下，碳片可还原氧化铁
D.碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
3.由下面实验现象可知，黑色粉末可能是(A)
A.CuO和C B.Fe和CuO C.MnO2和CuO D.Fe2O3和C
4.3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑是工业上炼铁的一个重要反应，请你对该反应进行如下分析：
（1）按得失氧的观点，该反应中发生氧化反应的物质是C，发生还原反应的物质是Fe2O3；
（2）分析该反应前后同种元素化合价的变化情况，该反应中，化合价升高的元素是碳元素，化合价降低的元素是铁元素；
（3）经过研究表明，氧化还原反应与元素化合价的变化存在必然联系，凡是反应前后存在元素化合价变化的，一定属于氧化还原反应。