(共21张PPT)
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 碳单质的化学性质
化学观念：通过对碳单质的化学性质的探究，认识反应条件对化学反应的影
响，进一步形成物质性质决定物质用途的化学观。
科学思维：通过对碳单质与某些氧化物反应的探究，发展基于实验事实进行证据推理并推测物质及其变化的思维能力。
科学探究与实践：通过对碳单质与某些氧化物反应的实验探究，发展以实验为主的科学探究能力，在分析研讨中增强与他人沟通交流、合作解决问题的能力。
科学态度与责任：通过对不同温度等条件下碳单质的化学性质的探究，培养严谨求实的科学态度，发展运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识。
素养目标
情境导入
古代字画历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色，你知道其中的原因吗？
情境导入
“钻石恒久远，一颗永流传”说明了碳单质有哪些化学性质呢？
碳原子的最外层有4个电子，它要形成稳定结构，得4个电子或失4个电子都不容易。
预测
预测
碳单质的化学性质不活泼
一定条件下碳单质能发生化学反应
决定
体现
结构
性质
某钢铁厂在生产过程中需要大量还原剂来提取铁矿石中的铁。经过调研,他们发现碳单质(如焦炭)是一种理想的还原剂。工厂邀请你作为化学顾问,帮助他们分析碳单质的化学性质,并设计一种利用碳单质提取铁矿石的方案。
情境导入
碳单质在常温下和高温下的化学性质有何不同？碳单质的化学性质在工业生产中有何应用？
新知探究
常温下，碳单质的化学性质稳定，如果升高温度，碳是否会发生反应？
任务一 探究碳单质的可燃性
新知探究
任务一 探究碳单质的可燃性
现象：木炭在氧气中燃烧发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
化学方程式：
C+O2 CO2
点燃
回忆木炭在氧气中充分燃烧的实验：
新知探究
任务一 探究碳单质的可燃性
有些地区冬季用煤炉取暖时候，关紧门窗，经常发生煤气中毒事件。你知道这是为什么吗？
木炭在氧气不充足时燃烧，
生成一氧化碳。
2C+O2 2CO
点燃
新知探究
氧气充足
任务一 探究碳单质的可燃性
结论：氧气的用量不同，产物不同。
氧气不充足
C+O2 CO2
点燃
2C+O2 2CO
点燃
1.碳单质的可燃性
新知探究
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
《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。
Fe2O3
失去氧
Fe
C
得到氧
CO2
新知探究
木炭与氧化铜需要什么条件才能发生反应？反应的产物是什么？
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
木炭
预测：木炭与氧化铜需要在较高温度下才能反应，反应生成铜和二氧化碳。
C+2CuO 2Cu+CO2↑
化学方程式：
高温
2CuO＋C 2Cu＋CO2↑
新知探究
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
实验6-2 用木炭还原氧化铜
新知探究
实验现象
实验结论
澄清石灰水变浑浊
导管口有气泡逸出
黑色粉末逐渐变红
有 Cu生成
金属网罩：使火焰集中并提高温度
有CO2生成
试管中的空气因受热膨胀而逸出
防止反应生成的铜又被空气氧化而变黑
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
检验生成的CO2
2.碳单质与金属氧化物的反应
新知探究
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
思考交流 实验结束时该如何操作？
①先撤出导管，再停止加热。
②用弹簧夹夹紧乳胶管，等待试管冷却。
防止澄清石灰水倒吸入试管中使试管炸裂
防止热的铜与氧气反应变为氧化铜
新知探究
失氧
2CuO＋C 2Cu＋ CO2 ↑
高温
得氧
在这个反应中，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种含氧化合物
里的氧被夺去的反应属于还原反应。
木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
高温
焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来
应用一：可用于冶金工业
应用二：高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳
新知探究
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
CO2＋C 2CO
高温
Fe3O4+2C 3Fe+2CO2↑
高温
焦炭冶炼四氧化三铁：
新知探究
任务三 解决实际问题：设计利用碳单质提取铁矿石的方案
2FeO＋C 2Fe+CO2↑
高温
焦炭冶炼氧化亚铁：
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
高温
焦炭冶炼氧化铁：
课堂小结
碳单质的化学性质
可燃性
能与某些金属氧化物反应
稳定性
C+O2 CO2（氧气充足）
点燃
2C+O2 2CO （氧气不足）
点燃
C+CO2 2CO
高温
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高温
常温下碳单质化学性质稳定
1．下列化学方程式书写正确的是（ ）
A．CH4＋O2 CO2＋H2O
B．3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2
C．C+O2 CO
D．2CuO＋C 2Cu＋CO2↑
D
点燃
点燃
高温
当堂反馈
当堂反馈
2.下列对一些事实的解释错误的是（ ）
C
事 实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
3.如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（ ）
A.网罩的作用：集中火焰并提高温度
B.试管b的作用是检验有二氧化碳生成
C.试管a中黑色粉末变红，说明碳具有还原性
D.反应结束后立即把试管a中的物质倒出来观察现象
D
当堂反馈第2课时 碳单质的化学性质
化学观念:通过对碳单质的化学性质的探究,认识反应条件对化学反应的影响,并了解物质性质决定用途。
科学思维:通过对碳单质与某些氧化物反应的探究,发展基于实验事实进行证据推理并推测物质及其变化的思维能力。
科学探究与实践:通过对碳单质与某些氧化物反应的实验探究,发展学生以实验为主的科学探究能力,在分析研讨中增强与他人沟通交流、合作解决问题的能力。
科学态度与责任:通过对不同温度等条件下碳单质的化学性质的探究,锻炼学生严谨求实的科学态度,发展运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识。
教学重点:碳单质的化学性质;物质的性质和用途之间的关系。
教学难点:碳单质与某些氧化物的反应。
[视频导入]“千年古画不褪色的秘密”。
[交流讨论]“钻石恒久远,一颗永流传”说明了碳单质有哪些化学性质呢
[讲解]上述现象与碳的化学性质有关,说明在常温下,碳单质的化学性质不活泼。碳原子最外层有4个电子,它要成为相对稳定结构,得4个电子或失去4个电子都不容易,所以常温下化学性质不活泼。
[情境创设]某钢铁厂在生产过程中需要大量还原剂来提取铁矿石中的铁。经过调研,他们发现碳单质(如焦炭)是一种理想的还原剂。工厂邀请你作为化学顾问,帮助他们分析碳单质的化学性质,并设计一种利用碳单质提取铁矿石的方案。
[问题驱动]碳单质在常温下和高温下的化学性质有何不同 碳单质的化学性质在工业生产中有何应用
任务一 探究碳单质的可燃性
教师活动 学生活动
[过渡]常温下,碳单质的化学性质稳定,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,写出反应的化学方程式,说出反应现象。 [思考]有些地区冬季用煤炉取暖时,关紧门窗,经常发生煤气中毒事件。你知道这是为什么吗 [点拨]当氧气不充足时,碳燃烧就不充分,会生成一氧化碳,并放出热量。 [总结]反应物的含量决定了生成物的种类,例如碳在氧气充足和不充足情况下燃烧产物是不一样的 [回答问题] 现象:木炭在氧气中燃烧发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 化学方程式:C+O2CO2。 [回答] 2C+O22CO。 [听课,讨论,思考]
任务二 探究碳单质与金属氧化物的反应
教师活动 学生活动
[过渡]《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。 [提问]木炭与氧化铜需要什么条件才能发生反应 反应的产物是什么 [实验]木炭还原氧化铜。 思考:1.实验中观察到哪些现象 2.网罩、弹簧夹、澄清石灰水的作用分别是什么 3.实验结束时该如何操作 [讲解]升高温度,碳单质不仅能与氧化铁、氧化铜发生反应,也能与二氧化碳发生反应,夺取二氧化碳中的氧元素,生成一氧化碳。 [小结]碳单质与金属氧化物反应生成金属和二氧化碳,可用于冶炼金属 [交流讨论]氧化铁失去氧元素生成铁,碳单质得到氧元素生成二氧化碳。 [回答]木炭与氧化铜需要在较高温度下才能反应,反应生成铜和二氧化碳。反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑。 [交流讨论,回答问题] 1.黑色粉末逐渐变成光亮的红色固体;澄清石灰水变浑浊。 2.网罩:使火焰集中,提高温度;弹簧夹:反应结束时关闭弹簧夹,防止外界空气进入试管中,使灼热的铜重新被氧化;澄清石灰水:检验生成的CO2。 3.实验结束时,先撤出导管,再停止加热,并用弹簧夹夹紧乳胶管,等待试管冷却
任务三 解决实际问题:设计利用碳单质提取铁矿石的方案
教师活动 学生活动
[过渡]运用所学知识,设计一种利用碳单质提取铁矿石的方案,并解释其化学原理。 [提问]钢铁厂需要一种经济、高效的方案来提取铁矿石中的铁,你能设计出这种方案吗 这种方案的化学原理是什么 [小结]碳单质在工业生产中有着重要应用。通过合理设计,可以利用碳单质高效提取金属 [讨论] 1.设计利用碳单质提取铁矿石的方案。 2.结合碳单质的化学性质,提出创新设计方案。 3.各小组展示设计方案,并解释其化学原理。 4.其他小组提出改进建议
教师活动 学生活动
[知识总结] 碳单质的化学性质:常温下稳定,高温下活泼。 碳单质与氧气、金属氧化物的反应及其应用。 [情境回顾] 通过分析碳单质的化学性质,我们为钢铁厂提供了利用碳单质提取铁矿石的方案。 [情感升华]碳单质在工业生产中的广泛应用,体现了化学在生产、生活中的价值 [分组讨论,交流体会,总结归纳]
第2课时 碳单质的化学性质
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