徐家琦碳和碳的氧化物.docx
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徐家琦碳和碳的氧化物.docx
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徐家琦碳和碳的氧化物
教师姓名
占爱国
学生姓名
徐家琦
上课时间
学科
化学
年级
初三
教材版本
新课标人教版
阶段
第()周观察期□:
维护期□
课时计划
第()小时
共()小时
课题名称
碳和碳的氧化物
教材分析
碳和碳的氧化物是化学物质知识的延伸,可以利用学习元素化合物的知识方法。
在中考中分值为8分左右,常用实验题体现,以碳,一氧化碳,二氧化碳的化学性质
学情分析
学生在学习该知识点时要归纳和比较碳,一氧化碳,二氧化碳的性质特别是化学性质。
教学目标
1、掌握碳,一氧化碳,二氧化碳的物理和化学性质
2、归纳碳和碳的氧化物的知识,同时会比较他们的特点,能区别碳的氧化物
3、掌握有关碳的氧化物点的制备及探究实验
教学重点
碳,碳的氧化物的物理及化学性质,碳的氧化物的制备及性质实验
教学难点
一氧化碳的化学性质及还原实验
教学过程:
1、知识梳理
(一)、碳的几种单质
1.金刚石(C)是自然界中最硬的物质,可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
2.石墨(C)是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑性。
(1)可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。
注意:
铅笔不含铅,是石墨和黏土混合而成的混合物。
(2)无定形碳:
焦炭、木炭、活性炭、炭黑等,由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
活性炭、木炭具有疏松多孔的结构,所以有强烈的吸附性,可用于:
制糖工业、防毒面具里的滤毒罐。
3.C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,性质很稳定。
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:
碳原子的排列不同。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:
分子的构成不同。
(二)、单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1.常温下,化学性质稳定【为何碳在常温下化学性质比较稳定?
碳原子的最外层有4个电子,既不容易得电子,也不容易失去电子,因此常温下碳的化学性质比较稳定。
】档案材料一般用碳素墨水书写;古代书画历经百年也安然无恙;木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理。
2.碳具有可燃性:
C+O2
CO2(充分燃烧)2C+O2
2CO(不充分燃烧)
碳在氧气中燃烧现象:
燃烧剧烈,发出白光;放热;生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
3.碳具有还原性:
可用于冶金工业。
2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑
木炭还原氧化铜的实验(见右图)
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊;黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】C+2CuO
2Cu+CO2↑
反应开始的标志:
澄清的石灰水变浑浊。
在酒精灯上加网罩的目的:
使火焰集中并提高温度。
配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:
防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
实验完毕后先熄灭酒精灯的后果:
石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
(三)、二氧化碳制取的研究:
1、实验室制取二氧化碳
原料:
大理石或石灰石、稀盐酸。
不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:
稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:
浓盐酸易挥发,使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因:
反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
反应原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑发生装置:
同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置(原因:
固体和液体混合,在常温下反应生成气体)收集装置:
向上排空气法收集气体的装置(原因:
二氧化碳能溶于水,且密度比空气密度大)检查装置的气密性:
先用止水夹夹住导气管,再从长颈漏斗中加水,当水没过下端管口后,若水面不下降,则表明不漏气。
验满:
把燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,证明已经收集满了。
检验:
把气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,证明收集的气体是二氧化碳。
二氧化碳工业制法:
CaCO3
CaO+CO2↑
(四)、一氧化碳和二氧化碳
1、二氧化碳的物理性质及对应的探究实验:
A.无色无味,常温常压下为气体。
一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
【实验操作】如右图
(1),将CO2气体慢慢倒入杯中。
【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下,先聚集在底部,
然后逐渐上升,把杯内的空气自下而上排出。
【实验结论】①一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧;②一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
B.二氧化碳能溶于水。
【实验操作】如右上图
(2)向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
【实验现象】瓶体变瘪。
【实验分析】二氧化碳溶于水时,使瓶内的气体体积减小,因而压强减小,外界大气压把瓶子压瘪了。
【实验结论】二氧化碳能溶于水。
C.二氧化碳的化学性质:
一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。
第一朵纸花喷上稀醋酸,第二朵纸花喷上水,第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中,第四朵纸花喷上水之后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中,观察四朵纸花的颜色变化。
然后将第四朵纸花取出,小心烘烤,观察现象。
【实验现象】①第一朵小花变红;②第二朵小花不变色;③第三朵小花不变色;④第四朵小花变红;⑤第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】①醋酸能使紫色小花变红,说明酸(溶液)可以使紫色石蕊变红;②水不能使紫色石蕊变红;③二氧化碳不能使紫色石蕊变红;④二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红;⑤说明碳酸被分解了。
【化学方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑
1.二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O该反应可鉴定二氧化碳气体。
2.二氧化碳不能供给呼吸。
(注意:
二氧化碳没有毒性)
3.二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳:
CO2+C
2CO该反应是吸热反应
(CO2—氧化剂,C—还原剂);该反应也可将二氧化碳变为一氧化碳的。
D.二氧化碳的用途:
灭火①二氧化碳的密度比空气大②一般情况下,二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧。
干冰:
干冰升华吸收大量的热,因此干冰可用于人工降雨、制冷剂、舞台云雾。
光合作用:
作气体肥料,可以提高农作物的产量。
E.二氧化碳对环境的影响:
造成温室效应
【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷等。
五、一氧化碳:
1、一氧化碳的物理性质:
无色、无味的气体,难溶于水,密度比空气略小。
氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空气法收集。
2、一氧化碳的化学性质:
一氧化碳具有可燃性:
2CO+O2
2CO2
【燃烧的现象】①发出蓝色火焰;②放热;③生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
煤炉从上至下,常发生的三个反应:
2CO+O2
2CO2、CO2+C
2CO、C+O2
CO2
一氧化碳具有还原性CO+CuO
Cu+CO3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2一氧化碳具有毒性。
3、一氧化碳的用途:
可燃性:
作气体燃料还原性:
冶炼金属(3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2)。
(1)一氧化碳还原氧化铜的实验:
实验操作:
①先通入一氧化碳,在加热前必须先检验一氧化碳的纯度;②点燃酒精灯;③熄灭酒精灯;
④再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。
实验现象:
黑色粉末变成红色,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
注意事项:
①检验一氧化碳纯度的目的:
防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
②实验开始时先通CO的目的:
排净装置内的空气,防止CO与空气混合加热引起爆炸。
③实验完毕后继续通入CO的目的:
防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化(2Cu+O22CuO)。
④因为CO污染空气,所以尾气中的CO气体要经过处理。
可将尾气点燃⑤澄清石灰水的作用:
①证明反应生成二氧化碳;②除去装置内的二氧化碳。
(2)一氧化碳还原氧化铁的实验
【实验装置和实验操作】与上面的实验类似(⑥下的酒精灯要换成酒精喷灯)【实验现象】红色粉末逐渐变黑,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
【工业铁的冶炼】◆原料:
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
点燃
◆原理:
在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
C+O2=====CO2C+CO22CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2
4、三大还原剂:
H2、C、CO——共同性质:
可燃性、还原性。
2、经典引导
1.(2012.重庆市)竹炭制品深受消费者欢迎,竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料,竹炭不具有的性质是()A.黑色固体B.易溶于水C.有吸附性D.能够燃烧
2.(2012•滨州)6月5日是世界环境日,2012年世界环境日中国主题是“绿色消费:
你行动了吗?
”,下列做法不符合这一主题的是( )A.提倡使用塑料袋B.使用节能灯泡,人走灯灭
C.少开私家车,多乘公共交通工具 D.纸张双面打印,寄电子贺卡
3.(2012.肇庆市)鉴别O2、CO、CO2三种气体,可行简便的方法是()
A.将气体分别通入澄清石灰水B.将气体分别通入石蕊试液
C.试验三种气体在水中溶解性D.用燃着的木条分别伸入瓶内
3、当堂训练
4.(2012.东营市)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,过程如下图所示(部分条件及物质未标出)下列说法正确的是()
A.该方法的优点是没有能耗B.该方法可减少碳排放
C.整个过程中,只有一种物质可以循环利用D.“反应、分离”中,分离物质的基本操作是蒸发、结晶
5.(2012.怀化市)下列说法不正确的是( )
A.利用木炭的还原性由CuO冶炼铜B.天然金刚石是最硬的非金属单质,可制成钻石
C.利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味D.利用石墨的导电性制造石墨电极新课标第
4、归纳总结、深化拓展
碳,一氧化碳,二氧化物的物理性质和化学性质是中考的热点内容,碳单质的种类,会分析金刚石和石墨的异同。
同时要掌握碳单质的化学性质,能解释有关碳的相关应用。
5、经典引导
6.(2012•湖州)如图是一种叫“干水”的物质.每个“干水”粒子是外层包上沙质硅的小水滴,它吸收二氧化碳的能力比普通水高3倍.下列叙述正确的是( )
A.硅是氧化物B.“干水”是纯净物
C.“干水”就是“干冰”D.“干水”的应用有利于缓解室温效应
7.(2012.杭州市)常温下块状大理石投入足量稀硫酸中,刚开始能产生气体,但很快就停止产生。
而将大理石粉末逐步加人足量稀硫酸中却能持续产生气体。
由此得出的结论或推理正确的是()
A.物质间是否发生化学反应,只和反应的条件有关B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同D.硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解
8.(2012.杭州市)小张用足量的盐酸、石灰石反应,并尝试直接利用右图所示装置制取和收集一瓶CO2。
你认为小张()A.不可能收集到一瓶CO2,因为CO2可溶于水
B.选择B、C两种装置,导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C.选择B、C两种装置,导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D.选择A、B两种装置,导管a接导管。
可收集到一瓶CO2
9.(2012.上海市)在隔绝空气情况下,用木炭还原氧化铜。
下列叙述正确的是()
A.反应前后固体中氧原子的物质的量保持不变B.反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
C.反应中消耗的氧化铜与碳的物质的量一定相等D.反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大
6、当堂训练
10.(2012.百色市)石墨烯(C60)是首个发现的二维空间材料,从石墨材料中剥离制得。
金刚石、石墨、和C60都是由碳元素组成的单质,下列关于三种碳单质的叙述错误的是()
A.都是黑色固体B.碳原子的排列方式不同
C.在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳D.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
11.(2012·德阳)某无色气体可能含有CH4、CO、H2中的一种或几种,依次进行下列实验(假设每一步反应或吸收均完全):
①将无色气体充分燃烧;②燃烧后生成的气体通过浓硫酸的装置,装置的质量增加7.2g;③再将剩余气体通过盛溶液的装置,装置的质量增加8.8g。
下列推断错误的是()
A.原无色气体中可能只含有CH4和H2B.原无色气体中可能只含有CH4
C.原无色气体中可能只含有CO和H2D.原无色气体中一定含有碳元素、氢元素
7、归纳总结、深化拓展
碳的氧化物的物理性质和化学性质要学会归纳,例如二氧化碳的物理性质,化学性质和实验室制备。
要知道为什么用盐酸和碳酸钙反应,而不用碳酸钙和稀硫酸反应。
8、经典引导
12.(20I2).某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。
为确认其组成,某同学取一定量该气体按下图所示装置进行实验(假设每步都充分反应或吸收),结果装置①中无明显变化,装置③增重1.8g,装置④增重2.2g。
下列关于气体X成分的分析中,错误的是()A.一定没有二氧化碳B.可能含有甲烷和氢气
C.可能只有甲烷D.可能含有氢气和一氧化碳
13.(2012.武汉市)某化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁,并验证反应后的气体产物。
实验室现有下图所示实验装置(可重复使用)。
按气体从左到右的方向,装置连节顺序正确的是()
A.甲→乙→丙→丁B.甲→丙→乙→丁C.乙→甲→丙→甲→丁D.乙→甲→丙→乙→丁
9、当堂训练
14.碳在地壳中的含量不高,但它的化合物数量众多,而且分布极广。
(1)图①为碳原子的结构示意图,碳原子最外层电子数为常温下碳的化学性质(填“活泼”或“不活泼”)。
(2)图②、③、④对应三种碳单质:
图②单质的名称是,图③单质的名称是
图④单质的化学式是(3)C为+4价,Cl为-1价,由C和Cl组成的化合物的化学式为
15.在化学学习中,我们以“透过现象看本质”的认识物质与变化。
(1)透过现象,我们感受到了分子在不断运动着;
(2)根据图23实验,分析蜡烛熄灭的原因;
(3)通过对O2、CO2气体制取的研究,我们发现气体制取装置的选择是有规律的。
如确定气体发生装置时应考虑的因素是;(4)NaOH、Ca(OH)2、HCl、CO2、MgCl2五种物质间能发生的反应共
有个,根据这些反应可以归纳出碱的性质有。
10、归纳总结、深化拓展
一氧化碳的化学性质要掌握好,一氧化碳的可燃性,还原性,有毒性以及相关的化学反应要清楚,要能对一氧化碳的化学性质有自己的见解,要充分了解一氧化碳的还原实验,注意实验的关键问题。
11、经典引导
16.(2012.广州市)用下图装置在实验室收集一瓶C02进行性质实验,
(1)写出图中标号仪器的名称:
A是___________,B是____________。
(2)检查装置气密性的操作和现象是:
先用夹子夹住导气管中的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到______________,说明气密性良好。
(3)检验C02是否收集满的操作和现象是:
将燃着的木条放在__________,若火焰熄灭,说明已经收集满。
(4).Na、Mg等活泼金属可以在CO2中燃烧。
某同学收集到一瓶CO2后,通过实验验证Mg条能够在CO2中燃烧。
下列物品中他需要使用的有______①酒精灯②铁架台③坩埚钳④砂纸⑤试管夹⑥蒸发皿
12、当堂训练
17.下图是实验室常用的一些装置。
(1)仪器a的名称是;
(2)实验室制取并收集二氧化碳气体应选择的装置是(填序号),检验二氧化碳是否收集满的方法是;(3)用装置A与C连接制取并收集氧气,则装置A中反应的化学方程式为,当观察到装置C中时才开始收集;
(4)SO2通常是一种无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水,排放到空气中会形成酸雨。
实验室用右图装置收集一瓶干燥的SO2,装置的导管按气流方向连接的顺序是→→→→e(填字母),装置中的X是。
13、归纳总结、深化拓展
碳及其化合物的实验是中考化学试题的重要内容,要理解实验的有关知识,能自己设计相关实验,能说出实验题中的各个细节。
例如实验装置包括发生装置---净化装置----收集装置------尾气的吸收装置
14、课堂小结
本章主要介绍了碳及其碳的氧化物的基础知识,重点掌握碳,一氧化碳,二氧化碳的物理及化学性质。
能自己归纳相关物质的性质,同时要注意该知识点在中考中实验的考查。
课后作业:
1、第16界世界气候大会于2011年12月在南非德班召开,会议的主题是“促进低碳经济,减少二氧化碳的排放”.下列做法不符合这一主题的是( )
A.开发新能源(太阳能、潮汐能、风能等),减少化石燃料的使用
B.限制化工发展,关停化工企业,消除污染源头C.用第四代LED绿色光源代替白炽灯
D.加快研发利用二氧化碳合成聚碳酸酯类可降解塑料
2、下列有关鉴别二氧化碳、氧气的方法错误的是( )
A.观察气体颜色 B.用澄清石灰水 C.用带火星的木条 D.用紫色石蕊试液
3、低碳生活”是指在生活作息时减少能量耗用,使二氧化碳排放降低的一种时尚生活方式。
下列不符合“低碳生活”主题的是()A.用旧报纸制铅笔杆B.参加“地球熄灯一小时”活动
C.开发回收利用二氧化碳的新技术D.深秋时节焚烧落叶
4、下列做法不符合“低碳环保”理念的是()A.为了节约用纸,两面使用草稿纸
B.为了“QQ”能够升级,长期把“QQ”挂在线上C.为了提高资源利用率,将垃圾分类回收
D.减少使用私家车次数,多乘公交车、骑自行车或步行
5.实验室制取O2或CO2气体的发生装置如图1,请回答下列问题:
(1)写出仪器A的名称
(2)在制取气体的实验中,为什么都要对装置进行气密性检验,对该装置进行气密性检验的方法是
。
(3)写出用此装置制取O2的化学方程式,为了制得较纯净的O2最好选用法收集。
(4)要制取较多CO2,应对图中仪器进行怎样改进。
制取CO2时,某同学在装置中添加了多孔隔板(图2),实验时,可将固体药品放在(填“a”或“b”)处,图2与图1相比有什么优点。
证明二氧化碳气体已经集满的方法是。
(5)C+O2
CO2是我们最熟悉的反应,生成物也只有CO2,为什么在实验室我们不利用碳的燃烧来制取CO2,其主要原因是。
(答出1条)
6.某学习小组围绕“气体实验室制取”进行了研讨。
请你参与完成下面的问题。
(1)原理分析:
实验室制取CO2的化学方程式为。
不用Na2CO3与盐酸反应制取CO2的原因是。
(2)发生装置:
图①装置中仪器a的名称是。
实验室常用无水醋酸钠固体与碱石灰在加热的情况下制CH4,应选图(填序号)发生装置。
(3)收集装置:
实验室收集NH3应采用的方法是。
收集有毒气体SO2时,常采用③收集装置,气体应从(填字母)端通入。
(4)实验操作:
用KMnO4制取O2的操作过程可概括为“组装仪器→→→加入试管→收集气体→停止加热”。
(5)实验反思:
在加热KClO3制O2的过程中,发现产生O2的速率很慢,经检查不是KClO3变质,也不是装置气密性不好,你认为最可能的原因是
7.某同学为验证炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO2,设计如图所示流程进行实验,根据所学知识回答相关问题.Xkb1.com
(1)按上面连接好装置,在装入药品之前,必须进行的操作是 ;
(2)B装置中NaOH浓溶液的作用是 ;
(3)实验开始时,必须先通入混合气体一段时间再点燃酒精喷灯加热,目的是
(4)根据设计意图,观察到 (填写实验现象)时,证明混合气体中既有CO又有CO2;
(5)从环保角度分析,该流程设计中的一处明显不足是
7.工业上用“碳捕捉”技术将CO和CO2混合气体的CO2捕捉并回收CO,其基本过程如下图所示(部分条件及物质示未标出):
(1)反应②分离出的CO2可制成干冰,干冰常用于
(2)反应①在“反应分离室”内进行。
将NaOH和CaCO3分离的操作是(3)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为
(4)下列有关该捕捉过程的叙述正确的有。
A.捕捉到的CO2可制备其它化工产品,减少了温室气体排放B.“反应分离室”中的反应要吸收大量热
C.整个过程中,只有一种物质可循环利用D.能耗大是该捕捉技术的一大缺点
课后记
学生的接受程度:
完全能接受□部分能接受□不能接受□
学生的课堂表现:
很积极□比较积极□一般□不积极□
学生的上次作业完成情况:
数量%完成质量分存在问题
家长配合的内容:
提交时间
教学主管审批
教学高管审批
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- 徐家琦 碳和碳的氧化物 氧化物