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第六单元　碳和碳的氧化物
课题 1　碳单质的多样性（第2课时）
初中化学人教版九年级上册
1.了解碳单质的化学性质及应用，深化对“性质决定用途”的认识。（化学观念、科学思维）
2.通过木炭还原氧化铜的实验，培养观察现象、获取证据、分析推理和评价反思等能力。（科学探究与实践、科学思维）
3.通过收集和查询碳单质的信息，弘扬中华优秀传统文化，增强文化自信与民族自豪感。（科学态度与责任）
教学目标
清明上河图
创设情境，导入新课
王羲之的《兰亭序》
（墨是用炭黑制成的）
沿用至今：碳素墨水
明唐寅落霞孤鹜图
明清时代祖先的古画
【提问】我国古代书画作品能够保存很长时间而不变色，说明碳单质具有怎样的化学性质？
单质碳与氧气反应
任务一：常温下碳单质的稳定性
【微观分析】如图为碳原子的结构示意图，试着从碳原子结构的角度分析常温下碳单质化学性质不活泼的原因。
碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化性比较稳定。
所以用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。
任务一：常温下碳单质的稳定性
需长期保存的档案资料一般用碳素墨水书写；木质电线杆埋入地下部分用火烧焦；钻石恒久远，一颗永流传都说明了碳常温下具有怎样的化学性质？
铁路枕木被炭化
木头线杆被埋入地下的部分被烧焦
常温下，碳的化学性质稳定
钻石恒久远，一颗永流传
档案、重要文件的签写使用碳素墨水
《天工开物》中记载关于煤炭：“以木炭少许引燃,嫫炽嫫炽:猛烈燃烧达昼夜”发生了什么化学反应？
如果温度升高，碳的活泼性又如何呢
我国是世界上最早发现和利用煤炭的国家，文字记载可以追溯到春秋战国时代。
【提问】这些资料中碳单质在生活、生产中的应用，体现了碳单质的哪些化学性质？
第 六 单 元 课 题 1 金刚石 石墨 C60
燃烧：（放热） 化学方程式 结论 启示
充分燃烧
不充分燃烧 冬天用煤取暖一定要注意通风，防止中毒。（放一盆水不能防止中毒）
C + O2 CO2
（O2充足）
点燃
2C + O2 2CO
（O2不充足）
点燃
性质：可燃性
用途：作燃料
木炭在氧气中燃烧的现象:发出白光，放出热量， 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
碳单质（碳、金刚石、石墨、石墨烯、C60 、碳纳米管等有相似的化学性质：都具有可燃性）C60 + 60O2 = 60CO2
任务二：碳单质与氧气的反应——可燃性
点燃
反应物相同时，反应物的量不同，生成物不同。
2.发生装置：
猜想生成物及检验方法：
反应物状态：
反应条件：
固体
Cu：
CO2：
高温
黑色固体
任务三：探究木炭与氧化铜反应
1.药品：CuO、C
看颜色(红色固体)
澄清的石灰水
网罩
思考：1.试管为什么要略向下倾斜？
2.火焰上罩网罩的作用是什么？
3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
4.反应的现象，化学方程式？
与加热
高锰酸钾或氯酸钾
制取O2相同的
发生装置
【反应装置】
固体由黑色变成红色 ，澄清石灰水变浑浊
2CuO +C 2Cu + CO2
高温
【现象】
【反应方程式】
任务三：探究木炭与氧化铜反应
网罩或酒精喷灯：集中火焰，提高温度
实验分析：
1.试管口为什么略向下倾斜
2.为什么酒精灯加网罩？
3.实验结束时，为什么先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯？
4.为什么待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上观察现象？
2Cu + O2 = 2CuO
△
集中火焰，提高温度
防止澄清石灰水倒流使试管炸裂
防止生成的铜被氧化成氧化铜。
任务三：探究木炭与氧化铜反应
防止冷凝水倒流，使试管炸裂
任务三：探究木炭与氧化铜反应
实验分析：
5.刚开始试管中出现气泡，为什么石灰水不变浑浊
6.木炭研细、研磨，与CuO粉末混合均匀, 目的是？
刚开始的排出是试管中的空气
增大反应物的接触面积，充分反应
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高温
氧化铜失去氧变为铜单质
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
任务四：还原反应及其应用
氧化反应：物质得到氧的反应
CuO发生还原反应，作氧化剂，具有氧化性
C发生氧化反应，具有还原性，作还原剂，用途：冶炼金属
碳得到氧变为了二氧化碳
高温
任务四：还原反应及其应用
对于炼铁，《天工开物》中记载：“凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三”请分析氧化铁如何转化为铁？
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
应用1：碳的还原性可用于冶金工业。
如，利用焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
C + CO2 2CO
高温
应用2：在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。
请写出木炭还原四氧化三铁的化学方程式。
任务四：还原反应及其应用
高温
Fe3O4＋2C 3Fe＋2CO2↑
课课堂小结
碳单质
化学性质
稳定性：碳在常温下化学性质稳定
可燃性
还原性：
C + O2 　　 CO2
点燃
点燃
2C + O2 　 2CO
C + 2CuO
2Cu + CO2
高温
↑
1.常温下,碳单质化学性质不活泼。下列用途没有利用这一性质的是( )
A.用墨汁绘画写字 B .用碳素笔书写档案材料
C .铁路枕木表面烧焦碳化 D .用作燃料
D
2.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是( )
A.该实验需要较高温度
B.木炭发生了还原反应
C.实验前应把木炭粉充分烘干
D.该实验中的木炭粉可以换成活性炭
B
课课堂训练
3.兴趣小组同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的密闭装置中持续加强热，通过传感器测得装置内CO2的质量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a点炭粉一定完全反应
B．t2时，装置中气体只有CO2
C．t2时，装置中木炭的质量为2.4g
D．装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应
D
课课堂训练
4.若8g氧化铜被木炭还原,试计算能生成铜的质量是多少。
解:设8g氧化铜被木炭还原,能生成铜的质量为x。
C+ 2CuO = 2Cu + CO2↑
160 128
8g X
160 8g
128 X
8gx128
160
= 6.4g
答: 8g氧化铜被木炭还原,能生成铜的质量为6.4g。
x=
=
高温
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