九年级化学上6碳和碳的氧化物单元备课材料1新人教版.pdf

用心爱心专心 九上6 碳和碳的氧化物单元备课材料1 新人教版 知识结构 用心爱心专心 用心爱心专心 本单元说明 本单元内容： 本单元包括三个课题。课题1：主要介绍碳的几种单质：金刚石、石墨和C60分子等。课 题 2：是引导学生探究实验室中制取二氧化碳的装置。课题3：是在课题2 的基础上，通过实 验探究碳的氧化物的性质。 本单元教材的特点： 1. 注意采用体验学习与探究学习的方式。例如， 课题 2 在给出了实验室中制取二氧化碳的 反应原理以后，引导学生在制取氧气的基础上，探究制取二氧化碳的装置。 2. 教材内容在呈现方式上注意教学情境的创设和联系学生的生活实际。例如， 在介绍金刚 石和石墨的用途时，注意联系学生生活中用到或见到的物质，如玻璃刀、 铅笔芯、 无轨电车等。 用心爱心专心 3. 紧密联系社会和高新科技。例如，教材中介绍了人造金刚石和金刚石薄膜、C60分子及 管状碳和温室效应等内容。 4. 图文并茂。教材中许多内容是以图代文，有利于激发学生的学习兴趣。 本单元重点： (1) 碳及碳的氧化物的性质。 (2) 实验室中制取二氧化碳的装置。 (3) 培养以发展的观点看待碳的单质。 (4) 培养关注社会和环境的责任感。 本单元难点： 探究实验室中制取二氧化碳的装置。 课题分析 课题 1：金刚石、石墨和C60 本课题包括两部分：一、碳的单质；二、碳的化学性质。碳的单质主要介绍了金刚石的 “硬”、石墨的“软”和导电性以及C60分子的结构特点。由于木炭主要是由石墨的微小晶体 和少量杂质构成的，因此木炭的吸附性放在有关石墨的内容中介绍。碳的化学性质主要介绍了 碳跟氧气及某些氧化物的反应，这是本课题教学重点，其中碳跟某些氧化物的反应是本课题教 学难点。 在介绍碳的单质时，教材注意图文结合及联系最新科技成就。例如， 金刚石的“硬”是从 图 6-1 金刚石的用途推测出来的；而图 6-2 石墨的用途则是它的性质( 软及导电性 ) 的具体应用。 这样安排加上木炭的吸附性及其用途有利于学生树立物质的性质决定用途的观点。图 6-4 中将 C60分子的结构模型和足球放在一起作比较，使C60分子的结构特点一目了然。教材提到了20 世纪 90 年代初发现的管状碳，目的是使学生以发展的眼光来看待碳的单质，使他们认识到随 着科技的发展，碳单质的一些新形态也将被发现，碳单质的用途也将不断扩大。 在介绍碳的化学性质时，注意联系学生的生活实际和已有的知识。例如， 首先提出了一个 问题： 我国古代一些画家、书法家用墨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 ?由此引出在常温下碳的化学性质不活泼。继而提出：如果温度升高，碳的活动性又如 何呢 ?对于碳跟氧气的反应，可以应用前面学过的元素符号、化学式和化学方程式等化学用语， 让学生自己写出木炭在氧气里充分燃烧时的化学方程式。 用心爱心专心 课题 2：二氧化碳制取的研究 本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。教材首先给出了实验室中制取二氧化碳的化 学反应原理， 然后采用活动与探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置，这是本课题的 教学重点和难点。 教材首先给出了确定气体发生装置和收集装置的因素，然后让学生从反应物 的状态、 反应条件、 气体密度与空气的大小比较和是否与水反应等方面来比较实验室中制取二 氧化碳和氧气的异同。在此基础上， 给出了一些仪器， 由学生自己来组装制取二氧化碳的装置。 最后，教材给出了制取二氧化碳的一种装置，并在“学完本课题你应该知道”中总结了实验室 中制取气体的思路和方法。 课题 3：二氧化碳和一氧化碳 本课题主要介绍了二氧化碳和一氧化碳的性质。在介绍二氧化碳时，首先让学生利用课题 2 中讨论确定的装置来制取一瓶二氧化碳，并利用收集到的二氧化碳去探究它的性质：不支持 燃烧和与水发生反应。 同时联系学生已有的知识，介绍了二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的原因。 其中二氧化碳与水、石灰水的反应是本课题教学难点。关于一氧化碳， 教材主要介绍了它的可 燃性、毒性和还原性。 本课题注意紧密联系学生的生活实际。例如， 教材介绍了干冰用于人工降雨的奥秘，以讨 论的形式提出“煤气厂为什么常在家用煤气( 含有一氧化碳) 中掺入微量具有难闻气味的气 体？如发生煤气泄漏应当怎么办？”等一些实际问题。另外，本课题还注意培养学生关注社会 和人类生存环境的情感，教材中的“调查与研究”要求学生通过收集有关资料，进一步加强对 温室效应的认识，充分认识学习化学的重要价值。 教学建议 课题 1：金刚石、石墨和C60 1. 在介绍金刚石、石墨和C60分子时，只要说明它们都是碳组成的单质即可，不介绍同素 异形体的概念。 2. 在介绍金刚石和石墨的性质及用途时，要紧密联系学生的生活实际。 3. 要引导学生以发展的观点看待碳的单质。 4. 木炭跟氧化铜的反应是学生学习的难点。实验时，要引导学生着重观察两个问题：(1) 石灰水发生了什么变化?(2) 试管里的粉末发生了什么变化?根据实验现象，由学生自己分析木 炭跟氧化铜反应生成了什么物质，教师加以指导写出反应的化学方程式。然后分析这个反应中 反应物和生成物的关系，引出还原反应。 5. 要求学生做好本课题后的家庭小实验，以激发学生的学习兴趣。 课题 2：二氧化碳制取的研究 用心爱心专心 1. 教材中给出了实验室中制取二氧化碳的化学反应原理，教学时可以采用探究的方式。例 如，通过稀盐酸和大理石反应、稀硫酸和大理石反应、稀盐酸和碳酸钠反应的对比实验来探究 实验室中制取二氧化碳的理想药品。 2. 可将第二单元中介绍的两种制取氧气的方法与制取二氧化碳的方法进行对比，以增强可 讨论性。 3. 探究实验室中制取二氧化碳的装置时要体现开放性。教学时， 可以将学生分成几组，每 组学生通过讨论（甚至辩论）、合作来组装一套制取二氧化碳的装置（可以不局限在教材中所 列的仪器上），然后在教师指导下，组与组之间互相讨论装置的优缺点。 4. 教材中给出了一种制取二氧化碳的装置，教学时切不可将它作为唯一的、标准的装置， 要鼓励学生创新。图6-9 列出了其他几种制取二氧化碳的装置。 图 6-9 几种制取二氧化碳的装置 课题 3：二氧化碳和一氧化碳 1. 如果【实验6-3 】中制取的二氧化碳的量不足以供【实验6-4 】、【实验6-5 】用，可 以多制几次。 2. 关于温室效应的教学， 可以采取以下方式： 课前教师布置教材中的“调查与研究”； 课上同学之间互相交流、讨论；课后同学设计制作黑板报、宣传栏等，或撰写关于温 室效应的小论文（如二氧化碳的功与过等）。 3. 一氧化碳的毒性是紧密联系生活实际的内容，可以在教学中讨论的基础上作以下扩展： （1）煤气中毒的生理过程是怎样的？ （2）在什么条件下容易发生煤气中毒？ 用心爱心专心 （3）有人用煤火取暖，又担心煤气中毒，临睡前在煤炉上和地上放两大盆冷水，这样做 能预防煤气中毒吗？ （4）用煤火取暖时，怎样预防煤气中毒？ 4. 教学过程中要注意贯穿性质决定用途的观点。例如， 干冰升华吸热， 因此可用于人工降 雨；一氧化碳具有还原性，因此可用于冶金工业，等等。 5. 本课题实验较多， 教学过程中要注意发挥实验的功能，引导学生自己通过实验得出结论。 但要注意：一氧化碳性质的实验应由教师演示，并且在通风橱中进行，以免发生危险。 6. 本课题中的家庭小实验是根据实验现象推测鸡蛋壳里可能含有什么物质，这个实验带有 探究性。另外，也可以用水壶中的水垢代替鸡蛋壳进行实验。 实验说明和建议 课题 1 金刚石、石墨和C60 1. 【实验 6-1 】 用块状木炭脱色，需要较长时间，可作如下改进：在小烧杯中注入30 mL 40 mL蒸馏水， 加入少许红墨水至呈现浅红色为止，将其均分入两个小锥形瓶( 或大试管 ) 里。取 0.5 g 干燥木 炭，在研钵中研细后，倒入其中一个小锥形瓶里，充分振荡后过滤，可以得到无色溶液，再与 另一个小锥形瓶中未加木炭的原溶液对比，学生会对木炭脱色留下深刻的印象。 2. 【实验 6-2 】 木炭还原氧化铜的实验，要取得理想的实验效果，应当注意以下几点： 1. 氧化铜与碳的配比：由化学方程式计算，氧化铜与碳的质量比应当是131，在实际操 作中，氧化铜粉与炭粉的质量比以限制在(9 13) 1 的范围内效果较好。 图 6-1 木炭还原氧化铜 用心爱心专心 2. 反应物要研细混匀。为了使氧化铜和木炭这两种反应物充分接触，要把刚烘烤过的木炭 放在研钵中研细，再加入氧化铜，一起混匀，能否混合均匀是本实验成败的关键之一。 3. 为了缩短实验时间，可以在课前用水把混匀的氧化铜和木炭粉调成糊状，用玻璃棒把糊 状物均匀涂在薄壁试管底部内壁上，晾干后进行还原操作， 在试管内壁可见紫红色的铜镜出现。 4. 用新制氧化铜进行实验。往试管里放入少量硝酸铜晶体，在通风橱中加热使其熔化，一 边转动试管，一边继续加热，直至试管底部形成均匀的氧化铜薄层；然后，把刚烘烤过并研细 的木炭粉倒入，并高出氧化铜薄层1 cm2 cm，按图6-1 所示装置好。用带有网罩的酒精灯 加热，经4 min 5 min 后，可见黑色氧化铜薄层变成光亮的铜镜，盛有石灰水的试管里产生 白色沉淀。 课题 3 二氧化碳和一氧化碳 1. 实验【 6-4 】 二氧化碳熄灭蜡烛火焰的实验，倾倒二氧化碳时，集气瓶口的玻璃片不要拿掉，只需露出 瓶口的三分之一左右，并缓慢倾倒，使二氧化碳气流沿漏斗内壁流下，先聚集在底部，然后逐 渐上升，把杯内空气自下而上排出，蜡烛自下而上依次熄灭，能取得满意的实验效果。 2. 实验【 6-5 】 二氧化碳使石蕊溶液变红的实验，可以在三支试管中加入等量的石蕊溶液，在第一支试管 中加入几滴醋酸，在第二支试管中通入二氧化碳，第三支试管的石蕊溶液留作对比。观察实验 现象并讨论，可以得出以下结论： （1）石蕊是一种植物的色素，它遇酸变成红色。 （2）二氧化碳通入水中，可以跟水发生化合反应，生成碳酸。 接着，再把盛有醋酸和碳酸的试管加热，观察石蕊溶液颜色有无变化，通过讨论和分析， 可以得出碳酸受热时的不稳定性。 3. 实验【 6-6 】 一氧化碳的燃烧实验，不容易观察到一氧化碳燃烧产生的淡蓝色火焰。建议用排水集气法 收集一瓶一氧化碳，用火柴点燃，可以看到清楚的淡蓝色火焰。燃烧完毕时用玻璃片盖好，倒 入澄清的石灰水后进行振荡，可见石灰水由澄清变浑浊。 4. 实验【 6-7 】 制备鸡血的稀释液时，可首先向烧杯中加入100 mL 4 的柠檬酸钠溶液，作为血液的抗 凝剂。然后倒入新鲜鸡血，搅动，使鸡血与抗凝剂充分混合，即得到暗红色的全血（指加入抗 凝剂的血液）。将全血和蒸馏水以130 的比例稀释，即可进行实验。实验时，可以向两支试 用心爱心专心 管中各加入5 mL 鸡血稀释液，其中一支试管内的血液作对比用，向另一支试管中通入一氧化 碳气体，可以看到血液与一氧化碳接触后变成鲜红色（樱桃红）。本实验不宜直接使用全血， 将全血和蒸馏水以130 的比例稀释， 实验效果最好。 另外， 必须连续不断地通入一氧化碳气 体，这是实验成败的关键。 5. 实验【 6-8 】 一氧化碳还原氧化铜的实验需用的一氧化碳量较大，最好预先制得并收集在储气瓶里或塑 料袋内，储气瓶如图6-10 所示。一氧化碳还原氧化铜的简易装置如图6-11 所示。 图 6-10 储气瓶 图 6-11 一氧化碳还原氧化铜的简易装置 实验时， 最好先将一氧化碳通过澄清的石灰水，然后通入玻璃管。这样做不但可以说明一 氧化碳与氢氧化钙不反应，而且对一氧化碳使氧化铜还原生成铜和二氧化碳这点来说具有更强 的说服力。 先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度，防止加热时引起空气和一氧化碳 混合气的爆炸。酒精灯应是后点先熄，再通一会儿一氧化碳直到试管冷却。 实验后的尾气可以用排水集气法收集在集气瓶中。实验结束后， 把集气瓶直立， 用火点燃 时，可以看到淡蓝色的火焰。 6. 一氧化碳的制法 实验室里制取一氧化碳通常用甲酸（蚁酸）脱水的方法。取250 mL烧瓶一个，配双孔塞， 附分液漏斗和短弯导管各一个。在烧瓶里盛浓硫酸40 mL 50 mL ，在分液漏斗中盛甲酸5 mL 用心爱心专心 10 mL。然后加热硫酸至80 90 ，逐滴滴入甲酸，就有一氧化碳产生。反应如下： HCOOHH2OCO 反应完毕， 烧瓶中剩余的稍稀释了的硫酸应该回收。没有甲酸也可以用草酸代替。草酸被 浓硫酸脱水， 放出二氧化碳和一氧化碳，混合气体经过烧碱溶液以除去二氧化碳，剩下的气体 就是一氧化碳。 H2C2O4H2OCO2CO 将制得的一氧化碳经过验纯后，收集在如图6-10 所示的储气瓶里，或充入扎有导管及弹 簧夹的塑料袋内。 课题研究 探究 1：石墨导电和炭黑生成的实验 1、把一根石墨电极或6B 的铅笔和导线连接在一起，接通电源后，观察现象。 实验名称操作步骤现象结论 2、点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方，过一会儿，观察现象。 实验名称操作步骤现象结论 探究 2：鸡蛋壳里可能含有什么物质 取一个小玻璃杯， 放入洗净的鸡蛋壳，然后加入一些白醋，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃， 盖住。观察有什么现象。 实验名称操作步骤现象结论 探究 3： 自制简易二氧化碳气体的发生装置 用心爱心专心 某学生在实验时，不慎将试管碰坏，试管底部碰了一个小孔。老师告诉他实验时要当心， 注意安全， 但不要将此试管抛弃，请他用这支试管和下列仪器及相关化学药品装配一套二氧化 碳气体的发生装置。 要求这套装置能随时控制反应的发生或停止。仪器如下图所示 （可不全用） 。 （1）你能组成这样一套装置吗？简要说明方法或画出装置图（不考虑夹持仪器）。 （2） 实验中使用的化学药品可以是（ 或）与， 这些药品分别放在与仪器中。 （3）使用这套装置的操作方法：要产生二氧化碳时应；要停止生成二氧化 碳时应。 探究 4：清除水垢 问题：常用以贮存水或烧水的器皿（如暖水壶、热水壶）壁上常结有一层水垢（主要成分 是 CaCO3）不易清洗，你能运用所学知识轻松地洗掉吗？ 实验：取三块大小大致相同的大理石分别放在三个小烧杯中，分别加入稀盐酸、稀硫酸、 酒精，观察现象有何不同，并在下表记录实验现象。 稀盐酸稀硫酸酒精 观察到的现象 根据观察到的现象，比较生活中用哪种物质除水垢较好？为什么？ 探究 5：温室效应试验 近年来，“温室效应”现象越来越为人们所关注，“温室效应”会引起全球性气候变暖， 将在生态平衡方面给人类带来严重后果。如南极、 北极的冰山可能将大面积融化，使海水上升， 沿海许多城市将被淹没；由于气温升高， 会使更多的水蒸气进入大气，加速土地沙漠化； 等等。 而造成温室效应的主要原因之一就是空气中二氧化碳含量的提高。 二氧化碳真的会使气温升高吗？ 用心爱心专心 实验：取三只大小完全相同的玻璃瓶，甲瓶装满制得的二氧化碳气体；乙瓶装 1 2 体积 的二氧化碳和 1 2 体积的空气；丙瓶内全是空气。塞紧塞子（塞子上可插上温度计），把它 们彼此靠近，同时放在阳光下照射，过一段时间观察瓶内温度的变化情况。 （1）如何使乙瓶中装有12 体积的二氧化碳和12 体积的空气？ （2）比较甲、乙、丙三个瓶子内温度的变化情况。 探究 6 “屠夫狗妖”之谜 问题：在意大利那不勒斯城附近有一个“死狗洞”，狗、猫等动物一走进去，挣扎几分钟 就死了，人却可以安然无恙地通过这个洞。迷信的人因此说，洞里面有“屠狗妖”。为什么会 有如此奇异的现象呢？ 有一天，科学家波曼尔专程来到这个洞，他在洞里到处寻觅，始终未见“屠狗妖”，却见 洞内到处倒悬着很多钟乳石，地下丛生着石笋，湿漉漉的泥土里冒着气泡。这一切使波曼尔恍 然大悟。接着他在洞内做了两个简单实验，发现了“屠狗妖”的秘密，你想知道吗？ 实验：在一只250 mL的烧杯中，放一高一低两支燃着的蜡烛（如图所示），用一个10 mL 的集气瓶收集一瓶二氧化碳，倒入烧杯中，有何现象发生？ 你能猜测到当时波曼尔在洞内做了哪两个实验，发现了“屠狗妖”的秘密吗？