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文檔簡介
教學(xué)目標1.了解金剛石、石墨、C60三種單質(zhì);掌握實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理;掌握二氧化碳和一氧化碳的主要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2.了解實驗室制取氣體的思路和方法,通過讓學(xué)生設(shè)計和完成一些簡單的化學(xué)實驗,鍛煉學(xué)生的基本化學(xué)實驗技能。3.初步學(xué)會運用觀察、實驗等方法獲取信息,能用文字、圖表和化學(xué)語言表述有關(guān)的信息,初步學(xué)會運用比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工。4.了解并關(guān)注溫室效應(yīng),保持和增強學(xué)生對生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。第一頁第二頁,共60頁。教學(xué)重點碳及碳的氧化物的性質(zhì);實驗室里制取二氧化碳的原理和裝置;以碳的單質(zhì)為例,引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)的多樣性;培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會和環(huán)境的責(zé)任感。教學(xué)難點探究實驗室里制取二氧化碳的裝置第二頁第三頁,共60頁??键c一碳的單質(zhì)
1.碳的單質(zhì):(1)存在形式:碳的單質(zhì)有_______、_____和___等,由于它們的原子_________不同,導(dǎo)致它們在物理性質(zhì)上存在很大差異。金剛石C60排列方式石墨第三頁第四頁,共60頁。(2)常見的幾種單質(zhì)。①金剛石、石墨與C60的物理性質(zhì)和用途比較
金剛石(C)石墨(C)C60結(jié)構(gòu)模型色態(tài)_____透明、_________形狀的固體深灰色、有__________而不透明的細鱗片狀固體分子形狀似_____
類別特征正八面體金屬光澤足球無色第四頁第五頁,共60頁。金剛石(C)石墨(C)C60硬度天然存在的_____的物質(zhì)_____的礦物之一質(zhì)脆導(dǎo)電性幾乎不導(dǎo)電導(dǎo)電(優(yōu)良)幾乎不導(dǎo)電用途鉆探機鉆頭、刻刀、裝飾品潤滑劑、鉛筆芯、電極廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)、催化、材料、醫(yī)學(xué)及生物等領(lǐng)域
類別特征最硬最軟第五頁第六頁,共60頁。②木炭和活性炭:木炭和活性炭具有_______,可以用作_______,除去食品和工業(yè)產(chǎn)品中的色素,消除異味和吸收有毒氣體等。吸附性吸附劑第六頁第七頁,共60頁?!舅伎几形颉渴c金剛石在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,兩者之間的轉(zhuǎn)化屬于物理變化還是化學(xué)變化?提示:通過分析金剛石與石墨的結(jié)構(gòu),可以確定兩者屬于兩種不同的物質(zhì),因此兩者之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化。第七頁第八頁,共60頁。2.單質(zhì)碳化學(xué)性質(zhì):常溫下,碳的化學(xué)性質(zhì)_______,隨著溫度的升高,碳的活潑性大大增強。(1)可燃性氧氣充足時,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________;氧氣不足時,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。點燃====C+O2CO2點燃====2C+O22CO不活潑第八頁第九頁,共60頁。(2)還原性①與CuO反應(yīng)。②與CO2反應(yīng)?;瘜W(xué)方程式:_______________。黑色粉末中有紅色固體生成澄清的石灰石變渾濁C+2CuOCO2↑+2Cu高溫====CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O高溫====CO2+C2CO第九頁第十頁,共60頁。(3)應(yīng)用:用于_____工業(yè)。如焦炭把鐵從鐵的氧化物礦石中還原出來,化學(xué)方程式為_________________________。冶金高溫====2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑第十頁第十一頁,共60頁??键c二二氧化碳的制取
1.工業(yè)制法:____________________。高溫====CaCO3CO2↑+CaO第十一頁第十二頁,共60頁。2.實驗室制取:(1)反應(yīng)原理_____________________________。(2)制取裝置實驗室常用的制取二氧化碳的裝置如圖甲、乙所示。CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑將燃著的木條放在集氣瓶口,若木條熄滅向上排空氣法第十二頁第十三頁,共60頁。伸入液面以下從長頸漏斗中排出正放第十三頁第十四頁,共60頁??键c三二氧化碳的性質(zhì)與用途
1.性質(zhì):(1)物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)密度溶解性_______________比空氣______溶于水無色無味氣體大能第十四頁第十五頁,共60頁。(2)化學(xué)性質(zhì)①實驗:高低蠟燭a.現(xiàn)象:_____的蠟燭先熄滅,_____的蠟燭后熄滅;b.結(jié)論:二氧化碳不能_____,也___________,密度比空氣___。下面上面燃燒不支持燃燒大第十五頁第十六頁,共60頁。②實驗:與水化合a.現(xiàn)象:紫色的石蕊溶液變___;b.結(jié)論:二氧化碳與水反應(yīng)生成_____,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。紅碳酸CO2+H2O====H2CO3第十六頁第十七頁,共60頁。③實驗:與澄清石灰水反應(yīng)(常用于二氧化碳的檢驗)a.現(xiàn)象:澄清石灰水變_____;b.二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成_______沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。渾濁碳酸鈣Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O第十七頁第十八頁,共60頁。2.用途及對環(huán)境的影響:(1)用途人工降雨滅火第十八頁第十九頁,共60頁。(2)對環(huán)境的影響——溫室效應(yīng)①成因:大氣中的二氧化碳增多,使全球變暖。能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體有:_________、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。②危害:導(dǎo)致兩極的冰川融化,使海平面上升,土地沙漠化。③緩解措施:減少_________的使用;使用_____型能源;大力植樹造林,嚴禁亂砍濫伐森林等。二氧化碳化石燃料清潔第十九頁第二十頁,共60頁??键c四一氧化碳的性質(zhì)和用途
1.物理性質(zhì):顏色氣味狀態(tài)密度溶解性_______________比空氣______溶于水無色無味氣體小難第二十頁第二十一頁,共60頁。2.化學(xué)性質(zhì):(1)可燃性:反應(yīng)現(xiàn)象:純凈的CO在空氣中點燃時,能產(chǎn)生_____火焰,放出大量的熱。化學(xué)方程式為________________。(2)還原性:CO還原CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。(3)劇毒性:毒性原理:CO與血液中的_________結(jié)合,使___________________________,造成生物體缺氧,甚至危及生命。藍色點燃====2CO+O22CO2△====CO+CuOCu+CO2血紅蛋白血紅蛋白不能很好地與O2結(jié)合第二十一頁第二十二頁,共60頁。3.用途:(1)用作_____。(2)用于_________,如用CO冶煉生鐵的化學(xué)方程式為_______________________。燃料冶煉金屬高溫====3CO+Fe2O32Fe+3CO2第二十二頁第二十三頁,共60頁。問題1“一種元素只能組成一種單質(zhì)”,這種說法是否正確?答:不正確。一種元素可組成不同單質(zhì),如碳元素可組成金剛石、石墨等。第二十三頁第二十四頁,共60頁。問題2“為防止一氧化碳中毒,可在房間內(nèi)放一盆水”,這種說法是否正確?為什么?答:不正確。一氧化碳難溶于水,故在房間內(nèi)放一盆水,不能有效吸收一氧化碳,而應(yīng)保持房間通風(fēng)、透氣。第二十四頁第二十五頁,共60頁。
實驗氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的綜合探究1.氣體發(fā)生裝置:第二十五頁第二十六頁,共60頁。3.問題探究:(1)選擇氣體的發(fā)生裝置的依據(jù)是什么?圖1中五套氣體發(fā)生裝置各自適用于什么條件下的反應(yīng)?提示:一般根據(jù)反應(yīng)條件(是否加熱、加催化劑等)和反應(yīng)物狀態(tài)(固體和固體反應(yīng)、固體和液體反應(yīng)或液體和液體反應(yīng)等)設(shè)計發(fā)生裝置;若固+固氣,可選用圖1的A裝置;若固+液氣,可選用圖B、C、D、E等裝置。△第二十六頁第二十七頁,共60頁。2.收集裝置:第二十七頁第二十八頁,共60頁。(2)選擇氣體的收集裝置的依據(jù)是什么?圖2中A、B、C三套收集裝置各自適用于收集具有什么特點的氣體?提示:一般根據(jù)氣體的水溶性和氣體的密度設(shè)計收集裝置。當(dāng)氣體密度大于空氣時,可選用向上排空氣法(裝置A),如CO2、O2、SO2等氣體的收集;若密度小于空氣,則用向下排空氣法(裝置B),如H2、CH4等氣體的收集;若氣體難溶或不易溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則用排水法收集(裝置C),如H2、CO、CH4、O2等氣體的收集。第二十八頁第二十九頁,共60頁。(3)圖2中D裝置被稱為“萬能瓶”,若用該裝置收集CO2氣體,你認為要從哪端(填“a”或“b”)進氣?若用排水法收集氣體,應(yīng)如何操作?提示:因CO2的密度比空氣大,故應(yīng)選用向上排空氣法收集,若用D裝置收集,氣體應(yīng)從a端進入;若用排水法收集氣體,應(yīng)在該裝置中裝滿水,氣體從b端進入。第二十九頁第三十頁,共60頁?!镜淅?2012·南京)請根據(jù)下列裝置圖,回答有關(guān)問題:(1)寫出裝置圖中標號儀器的名稱:a
;b
。第三十頁第三十一頁,共60頁。(2)寫出實驗室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳的化學(xué)方程式
,可選用的收集裝置是
(填字母)。某同學(xué)用碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳,為了較好地控制反應(yīng)速率,可選用的發(fā)生裝置是
(填字母)。(3)寫出實驗室用A裝置加熱高錳酸鉀固體制取氧氣的化學(xué)方程式:
。(4)你認為實驗室制取氣體時要注意的是:①選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng),包括
和
;②選擇合適的
;③需驗證所制得的氣體。第三十一頁第三十二頁,共60頁。【解析】(1)圖中儀器分別是試管和集氣瓶。(2)大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水和氯化鈣;二氧化碳的密度比空氣大,故可用向上排空氣法收集;C裝置可以控制液體的滴加速率,從而達到控制反應(yīng)速率的目的。(3)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣。(4)實驗室制取氣體時要注意選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)物和反應(yīng)條件及實驗裝置等因素。第三十二頁第三十三頁,共60頁。答案:(1)試管集氣瓶(2)CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
E
C(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(4)①藥品反應(yīng)條件②實驗裝置△====第三十三頁第三十四頁,共60頁?!就卣寡由臁繉嶒炇抑迫《趸嫉乃幤愤x擇及選擇依據(jù)(1)藥品的選擇:實驗室制取二氧化碳通常選用大理石(或石灰石)與稀鹽酸反應(yīng)。①大理石(或石灰石)的主要成分是碳酸鈣,是難溶性塊狀固體,與鹽酸反應(yīng)速率適中,價廉易得,便于氣體收集;②實驗室一般不用粉末狀的碳酸鈉或碳酸鈣做反應(yīng)物,是因為反應(yīng)速率太快,不利于氣體收集;第三十四頁第三十五頁,共60頁。③實驗室不用濃鹽酸做反應(yīng)物,是因為濃鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出的氯化氫氣體導(dǎo)致二氧化碳氣體不純;④實驗室一般不用硫酸做反應(yīng)物,是因為硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣,會覆蓋在碳酸鈣的表面,阻止反應(yīng)進行。第三十五頁第三十六頁,共60頁。(2)選擇藥品的依據(jù):有二氧化碳生成的反應(yīng)不一定適用于實驗室制取二氧化碳。實驗室制取氣體選擇藥品時,要考慮以下幾個要素:①藥品是否價廉易得;②反應(yīng)速率是否有利于氣體的收集;③反應(yīng)是否有利于環(huán)境保護,無有毒、污染物產(chǎn)生;④反應(yīng)裝置是否簡單、操作簡便等。第三十六頁第三十七頁,共60頁。要點一正確理解碳單質(zhì)的性質(zhì)及用途
1.碳單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途:(1)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。由于碳原子的排列方式不同,因而不同的碳單質(zhì)物理性質(zhì)有很大差異,如金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì),而石墨是最軟的礦物質(zhì)之一。(2)性質(zhì)決定用途。不同的碳單質(zhì)由于性質(zhì)不盡相同,因而用途不同。如金剛石常用于制玻璃刀,石墨常用作電極,焦炭常用作燃料和煉鐵用的還原劑,活性炭常用作吸附劑,木炭常用作燃料等。第三十七頁第三十八頁,共60頁。2.碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì):常溫下,碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,高溫下,碳能夠與很多物質(zhì)(如Fe2O3、CO2等)發(fā)生反應(yīng)。第三十八頁第三十九頁,共60頁。角度1
結(jié)合生產(chǎn)、生活實際及新科技知識,考查碳單質(zhì)的物理性質(zhì)、用途【典例1】(2013·十堰)有關(guān)碳元素形成的幾種物質(zhì),以下說法錯誤的是(
)A.C60是一種新型化合物B.金剛石是天然最硬的物質(zhì)C.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性D.活性炭可以除去冰箱中的異味第三十九頁第四十頁,共60頁?!疚业拇鸢浮窟xA。本題考查考生對碳的理解。C60是一種新型化合物是錯誤的,C60是只由一種元素組成的物質(zhì),是單質(zhì)。第四十頁第四十一頁,共60頁。角度2以實驗題、探究題等形式考查碳及其氧化物的化學(xué)性質(zhì)【典例2】(2017·濰坊)第四十一頁第四十二頁,共60頁?!敬鸢浮緼第四十二頁第四十三頁,共60頁。【典例3】(2013·德州)對于化學(xué)反應(yīng),我們不但要考慮加入的試劑,還要考慮環(huán)境中的其他物質(zhì)對化學(xué)反應(yīng)的影響。在“木炭還原氧化銅”的實驗中(如圖),你認為試管A中的物質(zhì)除木炭與氧化銅外,還存在_________________________
。第四十三頁第四十四頁,共60頁。(1)根據(jù)你所學(xué)知識猜測:試管A中,除C、CuO外,還可能有物質(zhì)
(寫化學(xué)式,下同)參與反應(yīng)。除木炭可以還原氧化銅外,經(jīng)反應(yīng)生成的
也可以還原氧化銅。寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式
。要排除環(huán)境對該反應(yīng)的影響,你認為應(yīng)采取何種措施?___________________________________________________
。第四十四頁第四十五頁,共60頁。(2)請你推測,進入試管B的氣體,除二氧化碳外,還可能有
。要想使進入試管B中的二氧化碳全部被吸收,應(yīng)采取什么措施?__________________________________________________________________________________________________________
。第四十五頁第四十六頁,共60頁?!窘馕觥坑捎谠嚬軆?nèi)有空氣,其中的氧氣在較高的溫度下會與碳發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳,且一氧化碳具有還原性,也能與氧化銅發(fā)生反應(yīng);將試管內(nèi)的空氣抽出或通入保護氣體,便可消除這種影響;由于氫氧化鈣微溶于水,因此用澄清石灰水難以將反應(yīng)生成的二氧化碳完全吸收,而氫氧化鈉易溶于水,故可換用較濃的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳。第四十六頁第四十七頁,共60頁。答案:空氣(1)O2
CO
CO+CuOCu+CO2抽成真空(或充入氮氣等保護氣體)(2)氧氣(或空氣、氮氣、一氧化碳)將澄清石灰水換成較濃的氫氧化鈉溶液(或?qū)⒃嚬軗Q成大燒杯、廣口瓶;增加澄清石灰水的量)△====第四十七頁第四十八頁,共60頁?!就卣寡由臁緾、CO還原氧化銅實驗的對比第四十八頁第四十九頁,共60頁。裝置AB還原劑CCO現(xiàn)象黑色的粉末變成紅色;澄清的石灰水變渾濁黑色的粉末變成紅色;澄清的石灰水變渾濁反應(yīng)的方程式C+2CuO2Cu+CO2↑CO+CuOCu+CO2反應(yīng)類型置換反應(yīng),氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)高溫====加熱====第四十九頁第五十頁,共60頁。要點二CO與CO2的有關(guān)性質(zhì)、鑒別與除雜
1.CO與CO2的化學(xué)性質(zhì)比較:化學(xué)性質(zhì)COCO2可燃性可燃2CO+O22CO2
一般情況下,既不燃燒,也不支持燃燒還原性有還原性CO+CuOCu+CO2
無還原性點燃====△====第五十頁第五十一頁,共60頁?;瘜W(xué)性質(zhì)COCO2與水反應(yīng)-與水反應(yīng):CO2+H2O====H2CO3
與石灰水反應(yīng)-反應(yīng),使澄清石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
毒性有劇毒無毒第五十一頁第五十二頁,共60頁。2.CO與CO2的鑒別方法:(1)澄清石灰水法:將氣體分別通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水變渾濁的是CO2,無現(xiàn)象的是CO。(2)點燃法:將氣體分別在空氣中點燃,能燃燒的是CO,不能燃燒的是CO2。(3)紫色石蕊溶液法:將氣體分別通入紫色石蕊溶液中,能使石蕊溶液變紅的是CO2,無現(xiàn)象的是CO。(4)還原CuO法:將氣體分別通入灼熱的CuO中,出現(xiàn)黑色粉末變紅現(xiàn)象的是CO,無現(xiàn)象的是CO2。第五十二頁第五十三頁,共60頁。3.互為雜質(zhì)時的除雜方法:(1)CO中混有CO2雜質(zhì):①
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