第六单元二氧化碳制取的研究导学案

1、碳元素组成的不同单质制取二氧化碳一、目标与策略明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标：了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。知道碳单质的化学性质。了解木炭、活性炭的吸附性。通过对金刚石、石墨和G。的初步了解，认识结构与性质、性质与用途之间的关系。一种元素可以形成多种单质。通过碳在不同条件下可以生成一氧化碳和CO的事实，初步领悟物质的多样性和复杂性。了解实验室制取CO2的反应原理。学习实验室制取CO2的装置、操作步骤和CO的收集方法。了解实验室中制取气体的思路和方法。重点难点：碳单质的性质及用途；碳单质性质不同的原因；实验室中制取CO的反应原理、装置设计等

2、。学习策略：从生活中学化学，了解生活中常见碳单质的特点和用途，由此深入地思考，造成性质不同的原因是什么？联系氧气的制取，你能得到制取二氧化碳的方法吗？二、学习与应用叽事预则二不预则/科学地预习才施使我们上课耐更有目的性和针对性。我们要在预习的基础匕认頁佩做到眼睛看、耳朵呱心里愿手上泳(一)C+O2-CO2请完成上述方程式，并说岀从方程式能了解到哪些信息?(1)质的方面：（2）量的方面：（3）粒子方面：（二）什么是纯净物？什么是混合物？（三）单质是由同种元素组成的纯净物，把纯净物改为物质是否正确？请举岀例子知识点一：碳的单质（一）同一种元素可以组成不同的单质：如金刚石、石墨和C60都是由元素组成

3、的单质，但由于碳原子在这些物质里的不同，即结构不同，导致它们在性质尤其是上有很大的差异。由此可知：物质的和决定物质的性质。要点诠释：金刚石和石墨在一定条件下可相互转化，属于变化。同种元素可以组成不同单质。因此，我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”（二）金刚石、石墨和C60的性质比较及用途:名称金刚石石墨Co外观色透明、正八面体形状的固体，有璀璨夺目的光泽色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽C60分子形似足球。有金属光泽的固体，其微晶粉末呈黄色导电性几乎不导电硬度天然存在的的物质质软（最软的矿物之一）质脆导热性很差很差用途等等制备新材料、制作新器件、医学应用等（注：人们对C60性质的认识正在

4、不断的深入）要点诠释:决定决定>>物质的组成反映反映物质的物质的金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列不同（见图16-1）,物理性质有很大的差异，用途也有较大不同。存割兀咕姑4芝的録构“椚妁结楼图161（三）木炭、活性炭的吸附性:木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，由于木炭和活性炭均具有的结构，因此它们具有较强的能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。据此，木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。要点诠释：（1）吸附是物理现象，与吸收具有不同的含义。由于木炭疏松多孔，有很大的表面积，因此它具有吸附

5、性，活性炭的吸附性比木炭更强。吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面，没有生成新物质，属于变化。吸收一般为化学变化，女口：C02气体被氢氧化钠溶液吸收的过程中生成了碳酸钠或碳酸氢钠等物质，就是化学变化。（2）“碳”和“炭”的区别：“碳”是_的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。而“炭”指的是具体物质，它表示由碳元素组成的某种单质一木炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。知识点二：碳的化学性质（一）稳定性：常温下碳单质很_，几乎与所有物质都不发生化学反应。（二）可燃性：（1）高温下

6、碳在氧气（或空气）中完全燃烧生成C02，并放岀大量的热。方程式：（2）如果燃烧不充分，则生成CO,同时也放出热。方程式：（三）还原性：高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。如图16-2所示可用木炭还原氧化铜。§16-2注意问题：酒精灯加网罩可使火焰集中并提高；试管口要略装置的要好；实验结束时，先撤出，然后再（防止），待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧化铜）。实验现象：黑色固体变，并有使澄清的石灰水。实验结论：（化学方程式）要点诠释：（1）所有碳单质的化学性质都_（相同/不同）。比如金刚石、石墨和C60以及木

7、炭等都是由碳元素组成的，其碳原子的最外层电子的数目一样多（都是4个）。（2）碳单质的化学性质在常温下稳定。但随着温度的_，能和许多物质发生化学反应。反应的条件不同，产物也不同。如：碳和氧气在_条件下反应，氧气充足时生成的是_，而氧气不充足时主要生成_。（3）性质决定用途：碳在常温下具有_性，所以古代用墨写的字经久不褪色。碳具有_性，可用作燃料。碳具有_性，用作还原剂，可齟用来冶炼金属。如2Fe2O+3C4Fe+3C0?T，在该反应中，碳得到氧、被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂。氧化铁失去氧、被还原成铁，是氧化剂。齟（4）碳的还原性还体现在反应CQ+C2CO中，该反应吸收大量的热。知识点三：实验室

8、制取二氧化碳的研究（一）实验室制取二氧化碳的药品和原理：（1）药品：（或）与（2）反应原理：要点诠释:（1）药品选用应注意的问题: 不能用浓盐酸。因为浓盐酸易，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内 不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2T但由于产物硫酸钙_水，形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石（或石灰石）制取二氧化碳时，一般都选用稀盐酸。 为使实验装置更简化，一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体（Na2CO3+2HCI=2NaCl+H2O+CO2T），粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大，与酸反

9、应速率（2）化学反应原理的确定:a.碳在氧气（或空气）中燃烧:可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如:CO2b.碳在高温下还原金属汕5C+O2氧化物：2CuO+C.2CU+CO2T2Fe2O3+3C4Fe+3CO2Tc石灰石高温分解:CaCO3CaO+CO2Td大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCI=CaCI2+H2O+CO2Te.蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。请你对方法ae进行评价，只有d适合用于实验室制取二氧化碳，其它都不是实验室制取二氧化碳的方法，那么它们的缺点在何处：（二）装置的设计与选择:(1) 任何实验装置的设计都是由反应物的状态

10、、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。(2) 以下装置(图16-3)都可以用来制取二氧化碳:o可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择，若制取的量很少，可选用试管；量多时，可选用其他大容量的容器。(3) 装置连接注意的问题： 长颈漏斗的下端管口必须插入到_以下，否则生成的气体。 导管深入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排岀。(三) 收集、检验、验满的方法：(1)收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，所以通常采用_排空气法收集。收集时要注意将导管插到。如图16-4所示。（2）检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到，说

11、明有CO2生成。（3）验满：由于二氧化碳是无色气体，是否收集满了观察不到，因而常用_置于集气瓶口来验满。（4）存放：验满后要用玻璃片盖住集气瓶口在桌上。（四）操作顺序：按实验要求连接装配好仪器；检查装置的气密性；装入块状大理石（或石灰石）；由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度；收集气体；检验是否集满。可简单记忆为：连一检一装一注一集一验”类型一：考查碳单质的物理性质及用途例1.“轻轨电车”（如图16-7）是近年来新兴的城市高架交通工具，具有污染小的特点。当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的电刷"沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质：:思路点拨：本题

12、可从石墨的优良性能和轻轨电车对电刷的要求两方面综合考虑。举一反三:【变式1】金刚石可装在钻探机的钻头上，是由于_;石墨可作铅笔芯，是由于，可作润滑剂，是由于;可作电极，是由于:活性炭可作防毒面具的滤毒剂，是由于。【变式2】下图16-8是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。(1) 在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有个碳原子。(2)根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写岀它的一种用途。(3)图中物质丙的化学式为C6o，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为

13、。类型二：考查碳单质的化学性质例2.用木炭还原氧化铜的实验如图169所示。(1)酒精灯加灯罩的目的(2) 刚开始预热，试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是；(3)继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中岀现红色物质请你写岀带点部分的化学方程式;<7脱空016-9(4) 停止加热时，应先将导管从试管中撤岀，并用弹簧夹夹紧橡皮管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒岀。这样操作的原因是。思路点拨：本题考查木炭的还原性实验，可回想实验操作的过程及注意事项等进行回答。举一反三：【变式3】埋木桩前，要把埋入地下的一端用火烤焦，埋入地下的木桩才不容易腐烂，这是利用了()A.木炭具有吸附性B.木

14、炭能够隔绝空气和水分C.木炭具有可燃性D.木炭常温下化学性质稳定【变式4】下列关于碳的化学性质叙述正确的是A. 碳的化学性质不活泼B. 碳的化学性质很活泼C. 碳具有可燃性，碳在空气中燃烧的产物只有CO2D. 碳在高温下能和二氧化碳反应，还能还原许多金属氧化物类型三：考查CO2的实验室制法例3.现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体(如图16-10示)：(1)写出该反应的化学方程式：_。(2)下图是制取二氧化碳的装置图，指岀图中小试管A的作用:(3) 怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体？思路点拨：本题考查CO2的实验制法，可根据其反应原理、验满方法、注意事项来解答。举一反三：【变式5】请根据下列实

15、验装置图回答有关问题(如图16-11示)（i）请填写标号仪器的名称：，（2）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，应选择的发生装置为（填写装置代号，下同），将药品加入装置前，应进行的操作（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，应选用的收集装置是;用该装置收集的气体所具有的物理性质是，制取二氧化碳气体时发生反应的化学方程式为。【变式6】小明同学在实验操作考核中，要完成的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。（1）上图16-12是实验桌上摆放好的该实验所需的用品，小明同学发现其中缺少了一种实验仪器和一种药品，请你写岀所缺仪器的名称所缺药品是;（2）写出制气反应的化学方程式:（3）下图16-13是小明实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是（填字母标号，下同），其中操作有误的是三、总结与测评要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。（一）知识结构气体名称氧气二氧化碳反应原理（化学方程式）发生装置收集装置检验方法验满方法将带火星的木条平置明满了，木条复燃则证将燃着的木条平置于瓶口，木条证明满了(二)规律方法(1)