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1、1 决定决定 第六单元碳和碳的氧化物学案 课题 1 金刚石 石墨 C60 一 碳的单质 金刚石 石墨 C60 物理性质金刚石石墨C60 外观无色透明 的固体深灰色的状固体 形状像足球光泽有光泽有金属光泽 导电性不导电 具有 优良的导电性 硬度 天然界 最硬 的物质 很软 很脆 用途作钻石 切割玻璃 金属等 作钻头作铅笔芯 电极 电刷 润滑剂超导方面 拓展 1 同一种元素能否形成不同的单质 能 例如 O2和 O3 红磷和白磷 金刚石 石墨 C60 以上这 些物质称为同素异形体 2 由一种元素组成的物质可能是 混合物 纯净物 单质 但不可能是 化合物 因化合物最少要2 种元 素组成 3 金刚石 石
2、墨 C60的物理性质差异很大 其原因是 碳原子的排列方式不同 空间网状结构空间层状结构足球形状 4 结构 性质 用途的关系 结构性质用途 5 对 C60 的认识 C60属于单质 C60的相对分子质量为12 60 720 C60这种物质由C60分子构成 1 个 C60分子由 60 个碳原子构成 二 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 主要成份 碳单质 木炭活性炭 结构 疏松多孔疏松多孔 性质 吸附性吸附性 用途 吸附色素 异味 吸附毒气 脱色 净水 吸附装修产生的有害 气体 备注 1 木炭 活性炭等属于 混合物 主要成分 碳单质 2 碳 与 炭 的区别 碳 用于表示碳元素 碳原子或一些含碳化合物 如一氧化
3、碳等 炭 用 于表示一些含碳单质的混合物 3 木炭和活性炭的 吸附性 属于 物理性质 木炭等吸附色素或异味的过程属于 物理变化 过程 4 注意 记忆实验6 1 的实验现象 红色逐渐变浅 2 三 单质碳的化学性质 总体归纳 1 常温下 具有稳定性 2 高温条件下 具有可燃性和还原性 一 常温下 碳具有稳定性 1 碳的化学性质为什么比较稳定 因为碳原子最外层电子数为 4 个 既不容易 得电子 也不容易 失去电子 2 用途 书法家用墨书写 绘画等就是利用了碳的 常温下 具有稳定性 二 高温条件下 具有 可燃性 1 碳在氧气中完全燃烧的化学方程式 C O2 CO2 O2充足 碳在氧气中不完全燃烧的化学
4、方程式 2C O2 2CO O2不足 2 用途 利用碳具有可燃性 可作 燃料 3 碳与氧气反应的产物讨论 当氧气的质量比 3 4 时 产物只有一氧化碳 当氧气的质量比 3 8 时 产物只有二氧化碳 当氧气的质量比 3 8 时 产物为二氧化碳和氧气混合气体 当氧气的质量比位于3 8 3 4 之间时 产物为一氧化碳和二氧化碳的混合气体 三 高温条件下 具有 还原性 碳 金属氧化物金属 二氧化碳 掌握重要实验 实验6 2 木炭还原氧化铜 5 实验注意事项 实验结束后先移出导管 再移开酒精灯的目的 防止试管中的液体倒流 炸裂试管 移出导管后 并用夹子夹住导气管的目的 防止空气进入 将生成的高温的铜氧化
5、成氧化铜 6 该实验中 还涉及到的化学反应 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O C2H5OH 3O2 2CO2 3H2O 写出焦炭与氧化铁反应的化学方程式 3C 2Fe 2O3 4Fe 3CO2 氧化铁的颜色 红色或红棕色 写出二氧化碳转化成一氧化碳的化学方程式 2C CO2 2CO 应用 唯一的吸热反应 二氧化碳变成一氧化碳的唯一方法 可用于除去CO中混有的少量CO2 气体 方法 将CO和 CO2的混合气体通过高温的碳 四 氧化还原反应 不属于基本反应 与高中化学知识衔接 1 概念 含氧化合物中的 氧 被夺去的反应 叫做还原反应 2 氧化剂 还原剂 失去氧元素的含氧化合物 具有 氧化
6、性 常做 氧化剂 点燃 点燃 点 燃 高温 高温 3 0 2 4 0 得到氧元素的物质 具有 还原性 常做 还原剂 3 高中衔接点 C 2CuO 2Cu CO2 注意 观察元素化合价变化 规律 反应前后C元素的化合价从0 价 4 价 化合价升高 因此碳做 还原剂 反应前后Cu元素的化合价从 2 价 0 价 化合价升高 因此碳做 氧化剂 该反应中 有的元素化合价升高 如 C 有的元素化合价降低 如 Cu 有的元素化合价保持 不变 如 O 4 含氧化合物和氧化物的区别和联系 氧化物一定是含氧化合物 但含氧化合物不一定是氧化物 含氧化 合物只需要满足两个条件 有氧元素且是化合物 氧化物满足3 个条件
7、 有氧元素的化合物 且只能有两种元 素 课题 2 二氧化碳的制取研究 一 实验室制取二氧化碳的原料 2 反应原理 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 注意 氯化钙 碳酸钙化学式书写 3 制取装置 1 制取装置包括 发生装置 和 收集装置 两部分 2 气体的发生装置主要由 反应物状态 和 反应条件 两个因素决定 初中常见的发生装置有两种类型 固固加热型 和 固液不热型 3 气体的收集装置主要由 气体密度 和 气体溶解性 等因素决定 初中常见的收集装置有 A 排水法 适合不易溶于水的气体且不与水反应的气体 B 向上排空法 适合收集密度大于空气且不与空气各成分反应的气体 C 向下排空法
8、 适合收集密度小于空气且不与空气各成分反应的气体 归纳 可用排水法收集的气体有 O2 CO CH4 H2等 优点 收集的气体比较纯净 高温 4 可用向上排空法收集的气体 O2 CO2等 优点 收集的气体比较干燥 可用向下排空法收集的气体 CH4 H2等 CO有毒不能用排空方收集 二氧化碳的制取装置 固液不热型 向上排空法的组合 4 实验步骤 连 查 装 收 气密性检查 液封法 将导管一端堵住 向长颈漏斗中加水 若在长颈漏斗中能形成水 柱 证明装置气密性良好 长颈漏斗的管脚一定要伸入到 液面以下 目的 防止产生的气体从长颈漏斗跑掉 插入橡皮上的导管伸入不宜 伸入太长 不利于气体导出 长颈漏 斗作
9、用 添加液体药品 优点 可控制反应的进行 分液漏斗的优点 可控制反应的进行 和 可控制反应的速度 见上图3 5 检验 CO2方法 将产生的气体通入 澄清石灰水 中 若 澄清石灰水变浑浊 则证明该气体是二氧化碳 检验二氧化碳气体的反应原理 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 注 碳酸钙为白色沉淀 若要清洗盛放石灰水的试剂瓶瓶壁上的白色物质 用 稀盐酸 6 验满方法 将 燃烧的木条 伸入到集气瓶 瓶口 若木条熄灭则证明二氧化碳已收集满 二 工业制取二氧化碳的原理 1 写出化学方程式 CaCO3 CaO CO2 课题 3 二氧化碳和一氧化碳 一 二氧化碳 CO2 1 二氧化碳的物理性质 无色
10、无味的气体 密度 大于空气 能溶于水 注意 2 个实验 实验6 3 和实验 6 4 记忆实验现象和实验结论 a 倾倒二氧化碳实验 实验现象 蜡烛自上而下的熄灭 结论 说明二氧化碳的密度比空气密度 大 还说明二氧化碳 不燃烧也不支持燃烧 b 二氧化碳的溶解性实验 实验现象 塑料瓶变瘪 实验结论 二氧化碳能溶于水 2 干冰 干冰的实质 固态二氧化碳 化学式 CO2 干冰的性质 易升华 物性 用途有 制冷剂 人工降雨 冷藏保鲜 冷藏运输 等 区分 干冰 和 冰 高温 5 3 二氧化碳的化学性质 1 一般情况下 CO2不燃烧也不支持燃烧 利用此性质 用于 灭火 2 二氧化碳能与水反应 生成 碳酸 写出
11、二氧化碳与水反应的化学方程式 CO2 H2O H 2CO3 实验 6 5 解析 a 紫色石蕊 遇到酸会由 紫色 变成 红色 b 石蕊小花喷水 石蕊小花放入干燥二氧化碳中的实验 其目的在于与后面实验形成 对照实验 排除 CO2 H2O对实验的影响 c 对变红的小花加热 红色小花变成 紫色 说明碳酸不稳定 碳酸分解的化学方程式 H2CO3 CO 2 H2O 注意 紫色石蕊溶液可用于区分CO2和 CO 3 二氧化碳能与澄清石灰水反应 生成 碳酸钙 和 水 反应原理 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 应用 检验CO2气体 仿写 CO2与氢氧化钠溶液反应 CO2 2NaOH Na2CO3 H2
12、O 应用 吸收CO2气体 4 高温条件下 二氧化碳能与 碳 反应 生成 一氧化碳 2C CO2 2CO 4 二氧化碳的用途和危害 1 用途 植物光合作用的原料 灭火 化工原料 气体肥料 其中 灭火 既利用二氧化碳的物理性质 又利用了二氧化碳的化学性质 2 危害 二氧化碳本身 无毒 二氧化碳含量超过正常含量时 会对人体健康产生影响 在人群密集的 地方应该注意通风 二 温室效应 1 概念 大气中的 二氧化碳 就像温室的玻璃或塑料薄膜一样 起到对地球保温的作用 这种现象叫做温 室效应 2 目前适合人类生存的地表平均温度是 15 3 能产生温室效应的物质有 二氧化碳 臭氧 甲烷 氟氯代烷等 4 碳循环
13、 人和动植物的呼吸 化石燃料的燃烧都会产生 二氧化碳 而绿色植物的 光合作用 却吸收并 且放出 氧气 因此大气中的二氧化碳含量是 相对稳定的 5 导致温室效应增强 全球气候变暖的原因主要有 工业发展 森林减少 等 6 危害 略 见 120 页 7 防止温室效应的根本对策是全球参与控制 二氧化碳 排放量 具体措施有 略 8 倡导 低碳 生活中的 低碳 是指 较低的二氧化碳排放 三 一氧化碳 1 物理性质 无色 无味的气体 密度略小于空气 难溶于水 注意 收集一氧化碳只能用 排水法 不能用 向下排空法 因一氧化碳密度与空气比较接近且 有毒 高温 6 2 化学性质 A 一氧化碳具有 可燃性 用途 作
14、燃料 燃烧现象 产生 蓝色 火焰 放出大量的热 燃烧的化学方程式 2CO O2 2CO2 注意 点燃前先验纯 B 一氧化碳具有 毒性 能与人体血液中的 血红蛋白 结合 造成生物体缺氧 C 一氧化碳具有 还原性 能与 氧化铜 反应 生成 铜 和 二氧化碳 反应的化学方程式 CO CuO Cu CO 2 主要现象是 黑色 固体 变成 红色 澄清石灰水变浑浊 装置图 C处进行尾气处理 实验步骤 实验开始时 先通入CO 再点燃酒精灯加热 目的 排尽空气 防止发生爆炸 实验结束时 先移开酒精灯 待玻璃管冷却后 再停止通入CO 目的 防止高温的铜与氧气反应 四 综合 气体鉴别 1 如何鉴别氢气 一氧化碳 鉴别方法 2 如何鉴别一氧化碳和二氧化碳 鉴别方法 3 如何鉴别氧气 氮气 二氧化碳 鉴别方法 五 碳酸根离子的鉴别 1 选用试剂 稀盐酸 和 澄清石灰水 2 具体方法 向要检验的样品中先加入 稀盐酸 如果能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 则证明该 样品中含有碳酸根离子 3 原理 样品 稀盐酸 碳酸 二氧化碳 石灰水变浑浊 点 燃 高温