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1、第六单元碳和碳的氧化物 课题1金刚石 石墨和C60 教学目标1 了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途 2 知道碳单质的化学性质 3 知道不同的元素可以组成不同的物质 同一种元素也可以组成不同的物质 4 以碳的单质为载体 引导学生形成 物理的性质在很大程度上决定了物质的用途 科学发展是无止境的 观念 教学重点1 解金刚石 石墨 活性炭 木炭的性质和用途 2 了解结构 性质 用途三者的关系 教学难点培养学生实验设计的能力 1 金刚石纯净的金刚石是无色透明 正八面体形状的固体 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 金刚石可用来裁玻璃 切割大理石 加工坚硬的金属 以及装在钻
2、探机的钻头上 钻凿坚硬的岩层等 金刚石是天然存在的最硬的物质 碳的单质 2 石墨石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体 石墨很软 有滑腻感 此外 石墨还具有优良的导电性能 金刚石 石墨性质比较 在日常生活和工农业生产中 我们常常要用到木炭 焦炭 活性炭和炭黑等 这些物质的主要成分也是碳单质 而它们的结构则与石墨类似 实验6 1在盛有半瓶水的小锥形瓶里 加入一滴红墨水 使水略显红色 投入几块烘烤过的木炭 或活性炭 轻轻振荡锥形瓶 观察现象 液体颜色由红色逐渐变浅 最终褪为无色 木炭有吸附性 吸附了水中的色素 色素减少 水的颜色变浅直至无色 木炭具有疏松多孔的结构 因此它具有吸附能力
3、可以利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素 也可以用它来吸附有异味的物质 活性炭的吸附作用比木炭的还要强 防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的 另外在城市污水 工业废水和饮用水在深度净化处理时也都要用到活性炭 讨论结合金刚石 石墨 木炭和活性炭的性质和用途 讨论物质的性质与用途之间有什么关系 答 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途 而物质的用途在一定程度上反应了物质的性质 3 C60科学家发现 除金刚石 石墨外 还有一类新的以单质形式存在的碳 其中 发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60 每个C60分子是由60个碳原子构成的 C60分子形似足球 如下图 这种足球结构
4、的C60分子很稳定 C60的分子结构和足球相似 碳纳米管 单层石墨片 我国古代书法家 画家用墨 用炭黑等制成 书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色 这是为什么呢 在常温下 碳的化学性质不活泼 碳受日光照射或与空气 水分接触 都不容易起变化 如果温度升高 碳的活泼性又如何呢 单质碳的化学性质 古画 1 碳与氧气的反应当木炭充分燃烧时 与氧气反应生成二氧化碳 同时放出大量的热 当碳燃烧不充分的时候 生成一氧化碳 同时放出热 2 碳与某些氧化物的反应实验6 2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 试管口装有通入澄清石灰水的导管 如下图 用酒精灯 可加网
5、罩以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 用木炭还原氧化铜 开始加热时 导管口处有无色气泡冒出 过一会儿 黑色粉末变为红色且澄清石灰水边浑浊 开始加热时 试管中的空气因受热体积膨胀而逸出 温度达到高温后 木炭与氧化铜开始反应 生成的铜为红色固体 另一种生成物二氧化碳为无色气体 能使澄清石灰水变浑浊 木炭与氧化铜反应 生成铜和二氧化碳 在这个反应里 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 叫做还原反应 木炭是使氧化铜还原为铜的物质 它具有还原性 碳的还原性可用于冶金工业 例如 焦炭可以
6、把铁从它的氧化物矿石里还原出来 此外 在高温条件下 碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳 课外实验1 把一根石墨电极或6B的铅笔芯和导线连接在一起 如下图 接通电源后 灯泡是否发亮 这个实验说明了什么 答 灯泡发光 说明石墨具有导电性 石墨导电实验 课外实验2 点燃一支蜡烛 把冷碟子放在蜡烛火焰的上方 如下图 过一会儿 你将在冷碟底上收集到亲手制得的炭黑 这个实验说明了什么 生成炭黑的实验 答 蜡烛的成分中含有碳元素 用冷的碟子放在蜡烛火焰上方 会造成火焰附近空气中的氧气含量因燃烧而降低 且不易得到补充 碳元素因不完全燃烧生成炭黑 用冷碟子可以给新制得的炭黑降温 防止其因温度过高而基础燃烧 这个实验说明 在氧气不足的条件下可以用含碳元素的物质制得炭黑 1 不同的元素可以组成不同的物质 同一种元素也可以组成不同的物质 如金刚石 石墨和C60都是由碳元素组成的单质 2 木炭和活性炭具有吸附性 3 在常温下 碳的化学性质很稳定 在高温下 碳能够与很多物质发生反应 4 物质的性质在很大程度上决定物质的用途 学完本课题你应该知道 再见
