教案(碳一氧化碳)

碳、一氧化碳适用学科初中化学适用年级初中三年级适用区域沪教版适用地区课时时长（分钟）60知识点碳的几种单质的性质和用途；一氧化碳的性质和用途；木炭和活性炭的吸附作用；一氧化碳的检验方法教学目标知识与技能：加深碳的几种单质的性质和用途；一氧化碳的性质和用途；木炭和活性炭的吸附作用；一氧化碳的检验方法的理解。过程与方法：通过对实验现象的观察、分析、学会归纳整理；用化学知识解释日常生活中的一些变化，激发学习化学的兴趣。情感态度与价值观：通过观察和实验等活动，增强学生对化学现象的好奇心，激发学生的学习化学的兴趣；增进学生对“世界是物质的”、“物质是变化的”等辩证唯物主义观点的认识；体验观察和思考是学习化学的重要环节，培养严谨务实的科学作风。教学重点碳的几种单质的性质和用途；一氧化碳的性质和用途；木炭和活性炭的吸附作用；一氧化碳的检验方法教学难点知识点的归纳总结及知识的应用教学过程一、知识讲解考点1：碳的几种单质的性质和用途（1）金刚石和石墨的物理性质和用途（见表6-14-1）：表6-14-1物质金刚石石墨物理色、态无色透明正八面体形状的固体，琢磨后有夺目光泽深灰色不透明细鳞片状的固体，有金属光泽m]硬度最硬的矿物之一（坚硬）最软的矿物之一（质软）熔点高高导电性不导电良好导热性不导热良好用途钻头、划玻璃、装饰品电极、润滑剂、铅笔芯（2）无定形碳：①构成：无定形碳都是由石黑的微小晶体和少量杂质构成的，无定形碳都是混合物。②分类：无定形碳包括木炭、活性炭、焦炭和炭黑四种。③用途：木炭和活性炭具有吸附作用，能把大量的气体或染料等微小粒子吸附在它的表面，活性炭的吸附作用比木炭强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中利用活性炭来脱色以制白糖；焦炭常用于冶金工业，用于冶炼生铁；炭黑常用于制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料等。（3）碳的化学性质：在常温下，碳的化学性质不活泼，表现出稳定性，随着温度升高，化学活动性大大增强，表现出可燃性和还原性。①可燃性：a.碳与充足的氧气反应：b.碳不充分燃烧时：。②还原性:a.碳还原氧化铜:。现象：黑色粉末逐渐变成红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊；b.碳还原二氧化碳：。考点2：一氧化碳的性质和用途（1）一氧化碳的物理性质：一氧化碳通常是无色、无味、有毒的气体，密度比空气略小，难溶于水。△（2）一氧化碳的化学性质：①可燃性：a.现象：一氧化碳能燃烧，发出蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁上附着的澄清石灰水变浑浊；b.化学方程式：；c.注意：点燃一氧化碳前要验纯。②还原性；一氧化碳能将CuO（金属氧化物）还原成铜，同时生成二氧化碳：CO+CuO==Cu+CO2，因此一氧化碳可用于冶金工业。△（3）一氧化碳还原氧化铜的实验。操作顺序：与H2还原CuO的实验操作顺序一样，先通CO，再加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO至试管冷却。尾气处理：因CO有剧毒，不能随意排入空气中，处理的基本原则是将CO燃烧掉，转化为无毒的CO2或收集备用。（4）一氧化碳的毒性、产生方式及用途：①一氧化碳的毒性：CO和人体血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力强，人吸入CO会造成人体缺氧，严重者会致死。②产生CO的三种主要方式：a.氧气的量不足，碳燃烧不充分：③；b.CO2遇到炽热的碳；；c.碳与水蒸气高温条件下反应：(水煤气)。③一氧化碳的用途：CO具有可燃性，可作燃料；CO具有还原性，可用来冶炼金属，如炼铁等。考点3：木炭和活性炭的吸附作用（拓展考点）气体或溶液里的物质被吸附到固体表面的作用叫吸附作用，它属于物理变化。木炭和活性炭都有吸附性，因为它们都具有疏松多孔的结构而形成很大的表面积，表面积愈大，吸附能力愈强。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到的，它具有更大的表面积，因此，活性炭的吸附能力比木炭更强。考点4：一氧化碳的检验方法（实际应用考点）CO的检验方法有：（1）点燃待检气体，若火焰呈蓝色，则先用干燥小烧杯罩在火焰上方，无水珠，再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，若出现白色浑浊物，则气体为CO；（2）将待检气体通过灼热的CuO，若出现红色的物质，且产生的气体不能使无水CuSO4变色而能使澄清石灰水变浑浊，则气体为CO。二、例题精析【例题1】下列物质中，硬度最大的是（）A、金刚石B、石墨C、焦炭D、活性炭【答案】A；金刚石具有正八面体的结构，它是天然存在的最硬的物质，所以A对B、石墨最软的物质之一，故B不对C、焦炭是煤在干馏时得到的产物，它的硬度不大，故C错D、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，故D错故选A【例题2】2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者．以石墨为原料，先制备氧化石墨，再经过热还原制备石墨烯．石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲．下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种单质的叙述错误的是（）A、将石墨变成石墨烯发生了化学变化B、四种物质碳原子的排列方式不同C、四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D、石墨烯是一种新型的有机物【答案】D；A、化学变化的特征是有新物质生成，根据题意知石墨和石墨烯是不同物质，所以发生了化学变化，正确．B、因为它们是不同的物质，碳原子的排列方式不相同，正确．C、因为它们都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，正确．D、石墨烯是一种单质，有机物都是化合物，同时根据题意石墨烯的物理特性可知石墨烯不是有机物，不正确．故选D．【例题3】属于同素异形体的一组物质是

(

)A、一氧化碳和二氧化碳B、水和双氧水C、金刚石和石墨D、氧气和液氧【答案】C；同素异形体是相同元素组成，不同形态的单质。选项A、E都是两种元素组成的不同种氧化物；选项D是同一物质的不同状态，不是不同单质。三、课堂运用【基础】1、下列通过实验得出的结论，其中不合理的是（）

A、甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹，说明合金的硬度比组成的纯金属大B、乙实验不但可以说明分子在不停地运动，还能说明氨水能使无色酚酞变红色C、丙实验既可以说明二氧化碳易溶于水，又可以说明二氧化碳能与水反应生成碳酸D、丁实验说明一氧化碳具有还原性、可燃性2、一定质量的铜粉和碳粉的混合物，在空气中充分灼烧后其固体与原混合物的质量不变，则原混合物中铜粉和碳粉的质量比为（）A、4：1B、2：1C、3：2D、1：13、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是(

)A、都是黑色固体

B、在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳C、碳原子的排列方式相同

D、一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化答案及解析：1、A、甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹，说明合金的硬度比组成的纯金属大，正确；

B、分子在不断的运动，氨气的水溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，正确；

C、二氧化碳与水反应能生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊试液变红，该实验不能说明水与二氧化碳反应生成了碳酸，错误；

D、一氧化碳与氧化铁反应，说明一氧化碳具有还原性，一氧化碳燃烧处理，说明一氧化碳具有可燃性，正确；

故选C．2、原混合物增加的质量为生成的氧化铜中氧元素的质量，原混合物减少的质量为碳元素的质量，由于灼烧后混合物质量不变，因此原混合物中碳元素的质量与生成的氧化铜中氧元素的质量相等，也就是说氧化铜中铜、氧两元素的质量比就是原混合物中铜粉与碳粉的质量比．在氧化铜中，铜：氧=64：16=4：1，即原混合物中铜粉与碳粉的质量比也为4：1．

故选A．3、碳单质在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，故选择B。【巩固】1、下列图象正确的是（）

①表示KMnO4加热制O2生成的MnO2的质量与时间的关系图

②表示CO还原CuO的实验中，试管内的固体质量与时间的关系图

③表示向CaCl2（含少量

HCl）溶液中滴加K2CO3溶液，

④等质量的铁片和锌片分别和足量的质量分数相同的稀硫酸反应．A、①②③B、②③④C、②③D、②④2、对下列事例解释错误的是（）A、气体受压后体积变小﹣﹣气体分子间的间隔减小B、氧气助燃、氢气可燃﹣﹣不同分子的化学性质不同C、水管里的水结成冰后不再流动﹣﹣水分子停止运动D、金刚石与石墨的物理性质不同﹣﹣构成物质的原子排列方式不同3、下列事实与解释相符的是（）A、氧气可用于焊接金属——氧气具有可燃性B、制糖业用活性炭脱色制白糖——活性炭具有吸附性C、房屋失火，消防队员用高压水枪灭火——降低了可燃物的着火点D、空气中CO2体积分数达到4%～5%时，会使人感到头痛、眩晕——CO2有毒答案及解析：1、C；①因为MnO2生成物，所以开始反应时质量为0，所以图象起点错误，故错误。②发生的反应为CuO+H2

Cu+H2O，固体的质量由CuO→Cu，质量减少，完全反应后质量不再减少，故正确。③向CaCl2（含少量HCl）溶液中滴加K2CO3溶液，碳酸钾首先要和盐酸反应，这段时间没有沉淀生成，盐酸完全反应后再和CaCl2反应，直到将氯化钙完全反应掉，故正确。④锌比铁的金属活动性强，产生氢气的速率快，相同质量的锌和铁与足量质量分数相同的稀硫酸反应，产生氢气的质量取决于金属，铁的相对原子质量小于锌的相对原子质量，因此最后铁反应产生的氢气质量大于锌，故错误。2、C；解：A、气体受压后体积变小，是因为是分子间有间隙，压强增大，气体分子间的间隔变小，故选项解释正确．B、氧气助燃、氢气可燃，是因为它们是由不同种分子构成的，不同种物质的分子性质不同，故选项解释正确．C、水管里的水结成冰后不再流动，是因为水分子间的间隔变小，分子仍是在不断的运动的，故选项解释错误．D、金刚石与石墨的物理性质不同，是因为金刚石和石墨中碳的原子排列方式不同，故选项解释正确．3、B；A、氧气可用于焊接金属，是因为氧气能够支持燃烧。事实与解释不相符。B、制糖业用活性炭脱色制白糖，是因为活性炭具有吸附性，可以吸附色素．事实与解释相符。C、消防队员用高压水枪灭火，是因为水蒸发时吸收热量，能使温度降低到可燃物的着火点以下。事实与解释不相符。D、空气中CO2体积分数达到4%～5%时，会使人感到头痛、眩晕，但是二氧化碳无毒。事实与解释不相符。【拔高】下列物质的用途与其依据的性质不符合的是（）氧气用于急救病人——氧气能供给呼吸一氧化碳用于冶金工业——一氧化碳难溶于水石墨常用作电极——石墨具有导电性炭黑常用来制作碳素墨水——碳在常温下化学性质稳定2、A～H都是初中化学中常见的物质，已知B为黑色固体，D为红色固体单质，F为红色固体，H溶液中的溶质是一种盐。它们的转化关系如图所示。请回答：1、物质B和E的化学式为B

、E；2、反应①的化学方程式为：

；3、写一个能实现反应④的化学方程：（合理即可）。答案及解析：1、D；A、氧气能供给呼吸，可用于急救病人，故A正确；B、一氧化碳用于冶炼金属是因为一氧化碳具有还原性，故B错；C、石墨具有导电性，常用作电极材料，故C正确；D、因炭黑的主要成分是碳，而碳在常温下性质稳定，所以常用来制碳素墨水，故D正确。2、1、解析根据D为红色固体单质，可推断D为铜；D是黑色固体B高温反应后的产物，则B为CuO；F为红色固体，可推断F为Fe2O3；E与F生成G，氧化铁在加热时能被一氧化碳还原成铁，可推断E为CO，G

为

Fe，Fe可以置换H溶液中铜；物质C与A生成CO，二氧化碳与碳在高温下生成一氧化碳，可推断C为CO2，A为碳，故选CuO；CO2、解析反应①的化学方程式为：2CuO+C2Cu+CO2↑；3、解析一个能实现反应④的化学方程：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（合理即可）。课程小结1、本节内容从生活出发，培养学生学习兴趣，由简单到复杂建立学生的自信心和学习兴趣。让学生爱学习，想学习。2、通过练习，引导学生自己总结各概念应用时的注意事项；通过视频实验来仔细观察，归纳总结出实验过程中的注意事项及误差分析，培养学生谨慎、认真的习惯。3、本讲内容重在应用，多引导学生进行一定量的练习，以熟悉并掌握相关应用。课后作业【基础】1、下列实验设计不能达到实验目的的是（

）

A、如上AB、如上BC、如上CD、如上D下列物质的性质与用途没有直接关系的是（

）石墨能导电——用作电极B、稀有气体化学性质稳定——用作保护气C、氧气密度比空气略大——用于急救病人D、干冰升华吸热——用于人工降雨3、下列关于一氧化碳和二氧化碳的叙述错误的是（

）A、一氧化碳易与血红蛋白结合而使人中毒B、二氧化碳的大量排放会造成温室效应C、一氧化碳和二氧化碳都具有还原性D、向种植蔬菜的大棚中补充二氧化碳有利于蔬菜的生长答案及解析：1．B；选项B中实验可以证明石蜡中含有氢元素，无法证明含有氧元素。2．C；氧气用于急救病人是因为氧气具有供给呼吸的性质。3．C；一氧化碳具有还原性。二氧化碳不具有还原性。【巩固】若用下列装置进行CO还原CuO的实验并检验反应后的气体中含有CO2，b处的现象和仪器②中应装的试剂名称均正确的是（

）

生成二