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第六单元 碳和碳的氧化物 Carbon and its oxides
课题1、碳单质的多样性
第2课时 碳单质的化学性质
+ 6
2 4
1.
掌握碳单质在常温下的稳定性和高温下的活泼性
2.
掌握碳单质的还原性
学
习
目
标
Learning objectives
3.
了解碳单质的还原性在冶金工业
的应用
请同学们阅读教材P132-133，思考以下问题（3min)
1、我国古代字画能保存很长时间而不变色的原因？
2、木炭燃烧充分和燃烧不充分的产物一样吗？
3、我国古代火法炼铜是如何炼铜的？
最近的热播剧《沉默的荣耀》赚足了大家的眼泪，英雄沉默太久，使命唤醒荣耀，我们永远都不能忘记像吴石将军等在隐秘战线上奋斗的无名英雄们！其实，在这部剧中，隐藏在战线上的不仅有这些无名英雄，还有我们这节课将要学习的碳单质的化学性质。碳单质的化学性质与这部剧中有什么联系呢？
一、常温下碳的稳定性
为什么三位烈士的户籍卡上的用碳素墨水写的字保存几十年甚至上百年都不褪色？
碳素笔书写档案
得失两难
性质稳定
+6
2
4
碳原子结构示意图
一、常温下碳的稳定性
决定
体现
性质
结构
木质电线杆炭化防腐
古代字画历经千年而不褪色
1. 宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳(　　)
A. 化学性质不活泼 B. 硬度高
C. 导电性能好 D. 吸附能力强
A
二、点燃条件下碳的可燃性
为什么聂曦给黎晴的通行证可以燃烧，这体现了碳的什么性质？
木炭燃烧还会
生成其他物质吗？
二、点燃条件下碳的可燃性
木炭在氧气里燃烧
C + O2 CO2
点燃
外界条件改变
大家还记得木炭在氧气中燃烧的现象吗？这体现了什么性质呢？
发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，放出热量
二、点燃条件下碳的可燃性
冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
碳不充分燃烧：
碳充分燃烧：
2C + O2 2CO
点燃
C + O2 CO2
点燃
反应物浓度不同，产物的可能不同。
二、点燃条件下碳的可燃性
碳能燃烧放热
作燃料
决定
体现
用途
性质
氧气不足：2C + O2 === 2CO
点燃
氧气充足：C + O2 === CO2
点燃
　　1． 数字化实验 利用数字化传感器采集木炭在密闭容器内燃烧过
程中O2和CO2浓度的变化，得到数据曲线如图。下列说法正确的是
（　C　）
A． 反应前密闭容器内的气体是氧气
B． 容器内木炭和氧气恰好完全反应
C． 反应后密闭容器中的气体是混合物
D． 密闭容器内木炭和氧气的质量等于
反应后生成的二氧化碳质量
C
三、高温下碳的还原性
东海情报小组的信物是一块黄铜怀表，小组成员确认身份和传递情报都是看这块黄铜怀表，黄铜是铜和锌的合金，那么黄铜中的铜是如何炼制的呢？
三、高温下碳的还原性
“凡铜砂……用墙(注:应为‘羌')碌(注:应为‘绿')煅成粉末，杂醋和之，涂擦铜质，以入炉熔。”
“凡火，用牛粪墼和煤，饼而烧之。洪炉鼓鞴，金熔液流。”
----《天工开物.五金.铜》
“羌碌”即孔雀石，主要成分为碱式碳酸铜，“煅成粉末”即将碱式碳酸铜煅烧转化为氧化铜。煤的主要成分就是碳。“洪炉鼓鞴”描述了在鼓风提供的高温环境下，发生的关键化学反应:碳与氧化铜发生反应
三、高温下碳的还原性
如图6-9所示，把刚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，将导管插入澄清石灰水中。打开弹簧夹，用酒精灯(可加网罩使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟。然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，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。
化学方程式：
2CuO + C 2Cu + CO2↑
三、高温下碳的还原性
金属网罩：集中火焰，提高温度
说明反应的条件是？
高温
实验现象 结论
2.澄清石灰水变浑浊
有CO2生成
1.黑色粉末变红色
有Cu生成
1、试管口为什么略向下倾斜
防止冷凝水倒流，使炸裂试管
2、实验结束时，为什么先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯
防止石灰水倒吸，使试管炸裂
防止炽热的铜被空气中的氧气氧化
3、为什么撤出导管后要用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上
4、刚开始试管中出现气泡，为什么石灰水不变浑浊？
刚开始的排出是装置中的空气。
1.这种含氧化合物里的氧被_____的反应叫做_________。
碳夺取CuO中的氧将其还原为单质铜，表现出_______。
还原反应
夺去
还原性
注：还原反应和氧化反应都不属于基本反应类型。
2CuO + C 2Cu + CO2 ↑
三、高温下碳的还原性
失氧
得氧
氧化铜在反应中被碳还原，发生还原反应
失氧
CuO Cu
C CO2
得氧
碳在反应中被氧化铜氧化，发生氧化反应
三、高温下碳的还原性
决定
体现
用途
性质
利用碳的还原性可以做什么用途呢？
冶炼金属——把金属氧化物中的金属还原出来。
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
高温
C + CO2 === 2CO
高温
将二氧化碳转化为一氧化碳。
C + 2CuO ==＝ 2Cu + CO2
高温
（吸热反应）
1.如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ）
A.给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B.实验过程中，可观察到红棕色粉未逐渐变黑
C.木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性
D.实验结束后应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
A
碳的化学性质 用 途
1.在______下，碳的化学性质不活泼
2.温度升高，碳的活泼性增强 可燃性
还原性
常温
(1) C + O2 点燃 CO2
(2) 2C + O2 点燃 2CO
(1) CuO +C 高温 Cu +CO2↑
(2)2Fe2O3 +3C 高温 4Fe +3CO2 ↑
书写档案
炭化防腐
做燃料
冶金工业
(3) CO2 + C 高温 2 CO
稳定性和活泼性是相对的，条件不同，性质不同。
最后，送上《如愿》这首歌，向为祖国统一而牺牲的无名英雄们致敬！一定会如你们所愿，祖国必将统一！
1.下列有关碳和碳的化合物说法错误的是（ ）
A.金刚石是天然存在的最硬的物质
B.水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼
C.金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同D.CO2、CO的组成元素相同，化学性质也相同
D
2.物质的用途与性质对应关系不合理的是（ ）
A.碳素墨水书写档案——稳定性
B.石墨做电池电极——导电性
C.焦炭治炼金属——可燃性
D.金刚石切割玻璃—硬度大
C
3.某物质中只含有一种元素，则该物质（ ）
A.一定是一种单质 B.一定不是化合物
C.一定是纯净物质 D.一定是混合物
B
4.“钻石恒久远，一颗永流传”体现的钻石的性质是（ ）
A.密度大 B.化学性质稳定
C.熔点高 D.外观美丽
B
5、如图是某同学进行的木炭粉还原氧化铜的实验：
　　(1)实验时看到左边试管中的现象是 ，
反应的化学方程式是 ，右边试管中出现
的现象是 。
黑色固体逐渐变成红色
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
澄清石灰水变浑浊
　　(2)要保证该实验成功，有以下关键环节：
　　①较高的温度。据此，实验中应对酒精灯进行的改进是
。
　　②两种固体反应物的质量比。若木炭粉不足，则氧化铜不能被全部
还原；若木炭粉过多，则除了生成铜和二氧化碳外还会生成 (填
化学式)，原因是 (写化学方程式)。
加上网罩
CO
CO2 + C 2CO
　　(3)从理论上讲，并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟CuO开始反应
的充分证据，理由是 (用化学方程式表示)。
C + O2 CO2

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