九年級化學上 6 碳和碳的氧化物 單元備課材料1新人教版

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1、九上《6 碳和碳的氧化物》單元備課材料1新人教版 [知識結構] [本單元說明] 本單元內(nèi)容： 本單元包括三個課題。課題1：主要介紹碳的幾種單質(zhì)：金剛石、石墨和C60分子等。課題2：是引導學生探究實驗室中制取二氧化碳的裝置。課題3：是在課題2的基礎上，通過實驗探究碳的氧化物的性質(zhì)。 本單元教材的特點： 1.注意采用體驗學習與探究學習的方式。例如，課題2在給出了實驗室中制取二氧化碳的反應原理以后，引導學生在制取氧氣的基礎上，探究制取二氧化碳的裝置。 2.教材內(nèi)容在呈現(xiàn)方式上注意教學情境的創(chuàng)設和聯(lián)系學生的生活實際。例如，在介紹金剛石和石墨的用途時，注

2、意聯(lián)系學生生活中用到或見到的物質(zhì)，如玻璃刀、鉛筆芯、無軌電車等。 3.緊密聯(lián)系社會和高新科技。例如，教材中介紹了人造金剛石和金剛石薄膜、C60分子及管狀碳和溫室效應等內(nèi)容。 4.圖文并茂。教材中許多內(nèi)容是以圖代文，有利于激發(fā)學生的學習興趣。 本單元重點： (1)碳及碳的氧化物的性質(zhì)。 (2)實驗室中制取二氧化碳的裝置。 (3)培養(yǎng)以發(fā)展的觀點看待碳的單質(zhì)。 (4)培養(yǎng)關注社會和環(huán)境的責任感。 本單元難點： 探究實驗室中制取二氧化碳的裝置。 [課題分析] 課題1：金剛石、石墨和C60 本課題包括兩部分：一、碳的單質(zhì)；二、碳的化學性質(zhì)。碳的單質(zhì)主要介紹了金剛石的“硬”、

3、石墨的“軟”和導電性以及C60分子的結構特點。由于木炭主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構成的，因此木炭的吸附性放在有關石墨的內(nèi)容中介紹。碳的化學性質(zhì)主要介紹了碳跟氧氣及某些氧化物的反應，這是本課題教學重點，其中碳跟某些氧化物的反應是本課題教學難點。 在介紹碳的單質(zhì)時，教材注意圖文結合及聯(lián)系最新科技成就。例如，金剛石的“硬”是從圖6-1金剛石的用途推測出來的；而圖6-2石墨的用途則是它的性質(zhì)(軟及導電性)的具體應用。這樣安排加上木炭的吸附性及其用途有利于學生樹立物質(zhì)的性質(zhì)決定用途的觀點。圖6-4中將C60分子的結構模型和足球放在一起作比較，使C60分子的結構特點一目了然。教材提到了20世紀90

4、年代初發(fā)現(xiàn)的管狀碳，目的是使學生以發(fā)展的眼光來看待碳的單質(zhì)，使他們認識到隨著科技的發(fā)展，碳單質(zhì)的一些新形態(tài)也將被發(fā)現(xiàn)，碳單質(zhì)的用途也將不斷擴大。 在介紹碳的化學性質(zhì)時，注意聯(lián)系學生的生活實際和已有的知識。例如，首先提出了一個問題：我國古代一些畫家、書法家用墨書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這是為什么呢?由此引出在常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑。繼而提出：如果溫度升高，碳的活動性又如何呢?對于碳跟氧氣的反應，可以應用前面學過的元素符號、化學式和化學方程式等化學用語，讓學生自己寫出木炭在氧氣里充分燃燒時的化學方程式。 課題2：二氧化碳制取的研究 本課題主要研究實驗室中如何制取二氧化碳。教

5、材首先給出了實驗室中制取二氧化碳的化學反應原理，然后采用活動與探究的方式來研究實驗室中制取二氧化碳的裝置，這是本課題的教學重點和難點。教材首先給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置的因素，然后讓學生從反應物的狀態(tài)、反應條件、氣體密度與空氣的大小比較和是否與水反應等方面來比較實驗室中制取二氧化碳和氧氣的異同。在此基礎上，給出了一些儀器，由學生自己來組裝制取二氧化碳的裝置。最后，教材給出了制取二氧化碳的一種裝置，并在“學完本課題你應該知道”中總結了實驗室中制取氣體的思路和方法。 課題3：二氧化碳和一氧化碳 本課題主要介紹了二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)。在介紹二氧化碳時，首先讓學生利用課題2中討論確定的裝

6、置來制取一瓶二氧化碳，并利用收集到的二氧化碳去探究它的性質(zhì)：不支持燃燒和與水發(fā)生反應。同時聯(lián)系學生已有的知識，介紹了二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的原因。其中二氧化碳與水、石灰水的反應是本課題教學難點。關于一氧化碳，教材主要介紹了它的可燃性、毒性和還原性。 本課題注意緊密聯(lián)系學生的生活實際。例如，教材介紹了干冰用于人工降雨的奧秘，以討論的形式提出“煤氣廠為什么常在家用煤氣(含有一氧化碳)中摻入微量具有難聞氣味的氣體？如發(fā)生煤氣泄漏應當怎么辦？”等一些實際問題。另外，本課題還注意培養(yǎng)學生關注社會和人類生存環(huán)境的情感，教材中的“調(diào)查與研究”要求學生通過收集有關資料，進一步加強對溫室效應的認識，充分認

7、識學習化學的重要價值。 [教學建議] 課題1：金剛石、石墨和C60 1.在介紹金剛石、石墨和C60分子時，只要說明它們都是碳組成的單質(zhì)即可，不介紹同素異形體的概念。 2.在介紹金剛石和石墨的性質(zhì)及用途時，要緊密聯(lián)系學生的生活實際。 3.要引導學生以發(fā)展的觀點看待碳的單質(zhì)。 4.木炭跟氧化銅的反應是學生學習的難點。實驗時，要引導學生著重觀察兩個問題：(1)石灰水發(fā)生了什么變化?(2)試管里的粉末發(fā)生了什么變化?根據(jù)實驗現(xiàn)象，由學生自己分析木炭跟氧化銅反應生成了什么物質(zhì)，教師加以指導寫出反應的化學方程式。然后分析這個反應中反應物和生成物的關系，引出還原反應。 5.要求學生做好本課題后

8、的家庭小實驗，以激發(fā)學生的學習興趣。 課題2：二氧化碳制取的研究 1.教材中給出了實驗室中制取二氧化碳的化學反應原理，教學時可以采用探究的方式。例如，通過稀鹽酸和大理石反應、稀硫酸和大理石反應、稀鹽酸和碳酸鈉反應的對比實驗來探究實驗室中制取二氧化碳的理想藥品。 2.可將第二單元中介紹的兩種制取氧氣的方法與制取二氧化碳的方法進行對比，以增強可討論性。 3.探究實驗室中制取二氧化碳的裝置時要體現(xiàn)開放性。教學時，可以將學生分成幾組，每組學生通過討論（甚至辯論）、合作來組裝一套制取二氧化碳的裝置（可以不局限在教材中所列的儀器上），然后在教師指導下，組與組之間互相討論裝置的優(yōu)缺點。 4.教材中

9、給出了一種制取二氧化碳的裝置，教學時切不可將它作為唯一的、標準的裝置，要鼓勵學生創(chuàng)新。圖6-9列出了其他幾種制取二氧化碳的裝置。 圖 6-9? 幾種制取二氧化碳的裝置 課題3：二氧化碳和一氧化碳 1.如果【實驗6-3】中制取的二氧化碳的量不足以供【實驗6-4】、【實驗6-5】用，可以多制幾次。 2.關于溫室效應的教學，可以采取以下方式：課前──教師布置教材中的“調(diào)查與研究”；課上──同學之間互相交流、討論；課后──同學設計制作黑板報、宣傳欄等，或撰寫關于溫室效應的小論文（如《二氧化碳的功與過》等）。 3.一氧化碳的毒性是緊密聯(lián)系生活實際的內(nèi)容，可以在教學中討論的基礎上作以下擴展：

10、 （1）煤氣中毒的生理過程是怎樣的？ （2）在什么條件下容易發(fā)生煤氣中毒？ （3）有人用煤火取暖，又擔心煤氣中毒，臨睡前在煤爐上和地上放兩大盆冷水，這樣做能預防煤氣中毒嗎？ （4）用煤火取暖時，怎樣預防煤氣中毒？ 4.教學過程中要注意貫穿性質(zhì)決定用途的觀點。例如，干冰升華吸熱，因此可用于人工降雨；一氧化碳具有還原性，因此可用于冶金工業(yè)，等等。 5.本課題實驗較多，教學過程中要注意發(fā)揮實驗的功能，引導學生自己通過實驗得出結論。但要注意：一氧化碳性質(zhì)的實驗應由教師演示，并且在通風櫥中進行，以免發(fā)生危險。 6.本課題中的家庭小實驗是根據(jù)實驗現(xiàn)象推測雞蛋殼里可能含有什么物質(zhì)，這個實驗帶有

11、探究性。另外，也可以用水壺中的水垢代替雞蛋殼進行實驗。 [實驗說明和建議] 課題1 金剛石、石墨和C60 1.【實驗6-1】 用塊狀木炭脫色，需要較長時間，可作如下改進：在小燒杯中注入30 mL～40 mL蒸餾水，加入少許紅墨水至呈現(xiàn)淺紅色為止，將其均分入兩個小錐形瓶(或大試管)里。取0.5 g干燥木炭，在研缽中研細后，倒入其中一個小錐形瓶里，充分振蕩后過濾，可以得到無色溶液，再與另一個小錐形瓶中未加木炭的原溶液對比，學生會對木炭脫色留下深刻的印象。 2.【實驗6-2】 木炭還原氧化銅的實驗，要取得理想的實驗效果，應當注意以下幾點： 1.氧化銅與碳的配比：由化學方程式計算，氧化銅

12、與碳的質(zhì)量比應當是13∶1，在實際操作中，氧化銅粉與炭粉的質(zhì)量比以限制在(9～13)∶1的范圍內(nèi)效果較好。 圖 6-1? 木炭還原氧化銅 2.反應物要研細混勻。為了使氧化銅和木炭這兩種反應物充分接觸，要把剛烘烤過的木炭放在研缽中研細，再加入氧化銅，一起混勻，能否混合均勻是本實驗成敗的關鍵之一。 3.為了縮短實驗時間，可以在課前用水把混勻的氧化銅和木炭粉調(diào)成糊狀，用玻璃棒把糊狀物均勻涂在薄壁試管底部內(nèi)壁上，晾干后進行還原操作，在試管內(nèi)壁可見紫紅色的銅鏡出現(xiàn)。 4.用新制氧化銅進行實驗。往試管里放入少量硝酸銅晶體，在通風櫥中加熱使其熔化，一邊轉動試管，一邊繼續(xù)加熱，直至試管底部形成均勻

13、的氧化銅薄層；然后，把剛烘烤過并研細的木炭粉倒入，并高出氧化銅薄層1 cm～2 cm，按圖6-1所示裝置好。用帶有網(wǎng)罩的酒精燈加熱，經(jīng)4 min～5 min后，可見黑色氧化銅薄層變成光亮的銅鏡，盛有石灰水的試管里產(chǎn)生白色沉淀。 課題3 二氧化碳和一氧化碳 1.實驗【6-4】 二氧化碳熄滅蠟燭火焰的實驗，傾倒二氧化碳時，集氣瓶口的玻璃片不要拿掉，只需露出瓶口的三分之一左右，并緩慢傾倒，使二氧化碳氣流沿漏斗內(nèi)壁流下，先聚集在底部，然后逐漸上升，把杯內(nèi)空氣自下而上排出，蠟燭自下而上依次熄滅，能取得滿意的實驗效果。 2.實驗【6-5】 二氧化碳使石蕊溶液變紅的實驗，可以在三支試管中加入等量的

14、石蕊溶液，在第一支試管中加入幾滴醋酸，在第二支試管中通入二氧化碳，第三支試管的石蕊溶液留作對比。觀察實驗現(xiàn)象并討論，可以得出以下結論： （1）石蕊是一種植物的色素，它遇酸變成紅色。 （2）二氧化碳通入水中，可以跟水發(fā)生化合反應，生成碳酸。 接著，再把盛有醋酸和碳酸的試管加熱，觀察石蕊溶液顏色有無變化，通過討論和分析，可以得出碳酸受熱時的不穩(wěn)定性。 3.實驗【6-6】 一氧化碳的燃燒實驗，不容易觀察到一氧化碳燃燒產(chǎn)生的淡藍色火焰。建議用排水集氣法收集一瓶一氧化碳，用火柴點燃，可以看到清楚的淡藍色火焰。燃燒完畢時用玻璃片蓋好，倒入澄清的石灰水后進行振蕩，可見石灰水由澄清變渾濁。 4.實

15、驗【6-7】 制備雞血的稀釋液時，可首先向燒杯中加入100 mL 4％的檸檬酸鈉溶液，作為血液的抗凝劑。然后倒入新鮮雞血，攪動，使雞血與抗凝劑充分混合，即得到暗紅色的全血（指加入抗凝劑的血液）。將全血和蒸餾水以1∶30的比例稀釋，即可進行實驗。實驗時，可以向兩支試管中各加入5 mL 雞血稀釋液，其中一支試管內(nèi)的血液作對比用，向另一支試管中通入一氧化碳氣體，可以看到血液與一氧化碳接觸后變成鮮紅色（櫻桃紅）。本實驗不宜直接使用全血，將全血和蒸餾水以1∶30的比例稀釋，實驗效果最好。另外，必須連續(xù)不斷地通入一氧化碳氣體，這是實驗成敗的關鍵。 5.實驗【6-8】 一氧化碳還原氧化銅的實驗需用的一

16、氧化碳量較大，最好預先制得并收集在儲氣瓶里或塑料袋內(nèi)，儲氣瓶如圖6-10所示。一氧化碳還原氧化銅的簡易裝置如圖6-11所示。 圖 6-10? 儲氣瓶 圖 6-11? 一氧化碳還原氧化銅的簡易裝置 實驗時，最好先將一氧化碳通過澄清的石灰水，然后通入玻璃管。這樣做不但可以說明一氧化碳與氫氧化鈣不反應，而且對一氧化碳使氧化銅還原生成銅和二氧化碳這點來說具有更強的說服力。 先通入一氧化碳，在加熱前必須先檢驗一氧化碳的純度，防止加熱時引起空氣和一氧化碳混合氣的爆炸。酒精燈應是后點先熄，再通一會兒一氧化碳直到試管冷卻。 實驗后的尾氣可以用排水集氣法收集在集氣瓶中。實驗結束后，把集氣瓶直立

17、，用火點燃時，可以看到淡藍色的火焰。 6.一氧化碳的制法 實驗室里制取一氧化碳通常用甲酸（蟻酸）脫水的方法。取250 mL燒瓶一個，配雙孔塞，附分液漏斗和短彎導管各一個。在燒瓶里盛濃硫酸40 mL～50 mL，在分液漏斗中盛甲酸5 mL～10 mL。然后加熱硫酸至80 ℃～90 ℃，逐滴滴入甲酸，就有一氧化碳產(chǎn)生。反應如下： HCOOHH2O＋CO↑ 反應完畢，燒瓶中剩余的稍稀釋了的硫酸應該回收。沒有甲酸也可以用草酸代替。草酸被濃硫酸脫水，放出二氧化碳和一氧化碳，混合氣體經(jīng)過燒堿溶液以除去二氧化碳，剩下的氣體就是一氧化碳。 H2C2O4H2O＋CO2↑＋CO↑ 將制得的一氧化碳經(jīng)過

18、驗純后，收集在如圖6-10所示的儲氣瓶里，或充入扎有導管及彈簧夾的塑料袋內(nèi)。 [課題研究] 探究1：石墨導電和炭黑生成的實驗 1、把一根石墨電極或6B的鉛筆和導線連接在一起，接通電源后，觀察現(xiàn)象。 實驗名稱 操作步驟 現(xiàn)象 結論 2、點燃一支蠟燭，把冷碟子放在蠟燭火焰的上方，過一會兒，觀察現(xiàn)象。 實驗名稱 操作步驟 現(xiàn)象 結論 探究2：雞蛋殼里可能含有什么物質(zhì) 取一個小玻璃杯，放入洗凈的雞蛋殼，然后加入一些白醋，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃，蓋住。觀察有什么現(xiàn)象。 實驗名稱 操作步驟 現(xiàn)象 結論

19、 探究3： 自制簡易二氧化碳氣體的發(fā)生裝置 某學生在實驗時，不慎將試管碰壞，試管底部碰了一個小孔。老師告訴他實驗時要當心，注意安全，但不要將此試管拋棄，請他用這支試管和下列儀器及相關化學藥品裝配一套二氧化碳氣體的發(fā)生裝置。要求這套裝置能隨時控制反應的發(fā)生或停止。儀器如下圖所示（可不全用）。 （1）你能組成這樣一套裝置嗎？簡要說明方法或畫出裝置圖（不考慮夾持儀器）。 （2）實驗中使用的化學藥品可以是????????? （或）?????????????? 與?????????????? ，這些藥品分別放在???????????與???????????? 儀器中。 （3）使用這套裝置的操

20、作方法：要產(chǎn)生二氧化碳時應???????????? ；要停止生成二氧化碳時應?????????????????? 。 探究4：清除水垢 問題：常用以貯存水或燒水的器皿（如暖水壺、熱水壺）壁上常結有一層水垢（主要成分是CaCO3）不易清洗，你能運用所學知識輕松地洗掉嗎？ 實驗：取三塊大小大致相同的大理石分別放在三個小燒杯中，分別加入稀鹽酸、稀硫酸、酒精，觀察現(xiàn)象有何不同，并在下表記錄實驗現(xiàn)象。 稀鹽酸 稀硫酸 酒精 觀察到的現(xiàn)象 根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，比較生活中用哪種物質(zhì)除水垢較好？為什么？ 探究5：溫室效應試驗 近年來，“溫室效應”現(xiàn)象越來越為人們所關注，“溫室

21、效應”會引起全球性氣候變暖，將在生態(tài)平衡方面給人類帶來嚴重后果。如南極、北極的冰山可能將大面積融化，使海水上升，沿海許多城市將被淹沒；由于氣溫升高，會使更多的水蒸氣進入大氣，加速土地沙漠化；等等。而造成溫室效應的主要原因之一就是空氣中二氧化碳含量的提高。 二氧化碳真的會使氣溫升高嗎？ 實驗：取三只大小完全相同的玻璃瓶，甲瓶裝滿制得的二氧化碳氣體；乙瓶裝 1／2體積的二氧化碳和 1／2體積的空氣；丙瓶內(nèi)全是空氣。塞緊塞子（塞子上可插上溫度計），把它們彼此靠近，同時放在陽光下照射，過一段時間觀察瓶內(nèi)溫度的變化情況。 （1）如何使乙瓶中裝有1／2體積的二氧化碳和1／2體積的空氣？ （2）比較

22、甲、乙、丙三個瓶子內(nèi)溫度的變化情況。 探究6 “屠夫狗妖”之謎 問題：在意大利那不勒斯城附近有一個“死狗洞”，狗、貓等動物一走進去，掙扎幾分鐘就死了，人卻可以安然無恙地通過這個洞。迷信的人因此說，洞里面有“屠狗妖”。為什么會有如此奇異的現(xiàn)象呢？ 有一天，科學家波曼爾專程來到這個洞，他在洞里到處尋覓，始終未見“屠狗妖”，卻見洞內(nèi)到處倒懸著很多鐘乳石，地下叢生著石筍，濕漉漉的泥土里冒著氣泡。這一切使波曼爾恍然大悟。接著他在洞內(nèi)做了兩個簡單實驗，發(fā)現(xiàn)了“屠狗妖”的秘密，你想知道嗎？ 實驗：在一只250 mL的燒杯中，放一高一低兩支燃著的蠟燭（如圖所示），用一個10 mL的集氣瓶收集一瓶二氧化碳，倒入燒杯中，有何現(xiàn)象發(fā)生？ 你能猜測到當時波曼爾在洞內(nèi)做了哪兩個實驗，發(fā)現(xiàn)了“屠狗妖”的秘密嗎？