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第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性 第1课时
（人教版）九年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
板书设计
学习目标
1．通过对生活中一些常见碳单质的使用情况，了解碳单质在常温下的稳定性和可燃性；
01
02
2．掌握碳的化学性质，重点掌握碳还原氧化铜实验的装置、现象和结论；
03
3．根据碳的化学性质，理解并认识碳的用途。
新知导入
认识碳的化学性质
任务一
墨是我国传统文房用具之一，用炭黑等材料制成。我国制墨具有悠久的历史。墨的制造和使用，促进了中华文化的传承与发展。我国古代书法家、画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
黄庭坚的《松风阁诗贴》局部 北宋
黄公望的《富春山居图》局部 元代
常温下，碳的化学性质不活泼
钻石恒久远，一颗永流传
碳素笔
炭化的木电线杆
常温下，碳为什么化学性质不活泼？
探究新知
认识碳的化学性质
任务一
结构
性质
决定
C
在高温下，碳的化学性质又如何呢？
探究新知
碳与氧气的反应
你还记得木炭在氧气中燃烧的现象吗？
现象：发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
化学方程式：
CO2
C+O2
点燃
性质
用途
决定
可燃性
作燃料
氧气充足，碳充分燃烧
探究新知
他们这是咋地啦？
碳与氧气不充分燃烧：
2C + O2 === 2CO
点燃
一氧化碳
探究新知
氧气充足、燃烧充分时，碳燃烧生成二氧化碳
氧气不充足、燃烧不充分时，碳燃烧生成一氧化碳
注意：描述物质的化学性质时，要注意条件！如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；不充分燃烧时则生成一氧化碳等。
CO2
C+O2
点燃
2CO
2C+O2
点燃
碳与氧气的反应—总结
探究新知
燃烧条件 化学方程式 结论
充分燃烧
不充分燃烧 C＋O2 === CO2
2C＋O2 === 2CO
12 32
3 8
24 32
3 4
碳具有可燃性，反应物量不同，产物不同
点燃
点燃
1.当m(C)：m(O2)≤3:8时，只生成CO2
2.当m(C)：m(O2)≥3:4时，只生成CO
3.当3:8＜m(C)：m(O2)＜3:4时，生成CO和CO2
碳与氧气的反应—总结
探究新知
碳与某些氧化物的反应
用木炭还原氧化铜
1.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。打开弹簧夹，用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟。
2.然后先撤出导气管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
实验探究——实验步骤
探究新知
实验探究碳的化学性质
任务二
探究新知
金属网罩：集中火焰，提高温度
碳与某些氧化物的反应
实验现象 实验结论
黑色粉末变红色
澄清石灰水变浑浊
有Cu生成
有CO2生成
实验方程式：
C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
高温
探究新知
试管口略向下倾斜
装置的气密性要好
实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯
防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂
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）。
探究新知
还原反应
C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
高温
得氧
木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性
失氧
还原反应：这种含氧化合物里氧被夺去的反应属于还原反应。
探究新知
应用2：在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。
应用1：利用焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
3C + 2Fe2O3 3CO2↑ + 4Fe
高温
C + CO2 2CO
高温
碳单质的还原性可用于冶金工业
探究新知
课堂练习
1.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一。该广告能体现的钻石的性质是( )
A.硬度大 B.不能导电
C.化学性质稳定 D.熔点低
C
课堂练习
2.下列对一些事实的解释错误的是（ ）
事 实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
C
课堂练习
B
3.两份质量相等的木炭，一份燃烧全部生成二氧化碳，一份燃烧全部生成一氧化碳，则两份木炭燃烧消耗氧气的质量比是( )
A.1：2 B.2：1 C.3：8 D.3：4
课堂练习
4.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（ ）
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊
C．碳在反应中表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
D
课堂练习
5.碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时停止加热，冷却至室温。相关分析正确的是( )
A．装置Ⅲ中出现气泡，说明Ⅰ中反应已开始
B．反应中，装置Ⅰ内壁出现水雾是反应生成的
C．冷却后，装置I减少的固体质量等于生成气体的质
D．装置Ⅱ中可收集到一瓶二氧化碳气体
C
6.工业上常利用铝热反应冶炼金属锰，反应原理为：
3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3
其中被还原的物质是( )
A．Mn B．Al C．MnO2 D．Al2O3
高温
C
课堂练习
课堂总结
板书设计
二、单质碳的化学性质
1．常温下，碳的化学性质不活泼。
2．高温下，碳能跟多种物质反应。
（1）碳与氧气的反应：
C＋O2 CO2（充分燃烧）
2C＋O2 2CO（不充分燃烧）
（2）碳与某些氧化物的反应
2CuO＋C 2Cu＋CO2↑
2Fe2O3＋3C 4Fe＋3CO2↑
C＋CO2 2CO
课题1 碳单质的多样性
课时2 碳的化学性质
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6.1.2 碳单质的多样性 分层作业设计
基础练习
我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质（ ）
A．化学性质稳定 B．具有氧化性
C．具有还原性 D．具有可燃性
【答案】A
【解析】我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质化学性质稳定，即使受阳光照射或与空气、水分接触，也不易起变化，故选A。
碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（ ）
A．硬度都很大 B．都可用于制造铅笔芯
C．都是黑色固体 D．常温下化学性质都不活泼
【答案】D
【解析】A、由于碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的性质存在差异，金刚石的硬度很大，石墨的质地软，故A不符合题意；B、金刚石的硬度很大，不能用于制造铅笔芯，石墨的质地软，可用于制造铅笔芯，故B不符合题意；C、纯净的金刚石是无色透明的正八面体形状的固体，故C不符合题意；D、常温下碳单质的化学性质都不活泼，故D符合题意。故选D。
我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生① ②。下列有关说法错误的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应前后锌元素质量不变
C．②反应中ZnO发生了还原反应
D．②反应前后锌元素化合价升高
【答案】D
【解析】A、化学反应前后各原子的种类、数目都不变，②中反应前有1个碳原子、2个锌原子、2个氧原子，反应后已有2个锌原子，则X中有1个碳原子、2个氧原子，所以X的化学式为CO2，故A不符合题意；B、化学反应前后元素的质量不变，①反应中反应物ZnCO3 和生成物ZnO中的锌元素质量相等，②反应中反应物ZnO和生成物Zn中的锌元素质量相等，所以反应前后锌元素质量不变，故B不符合题意；
C、含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应，②反应中ZnO中的氧被C夺去生成了锌，所以ZnO发生了还原反应，故C不符合题意；
D、②反应前ZnO中锌元素的化合价是+2，反应后Zn的化合价是0，②反应前后锌元素化合价降低，故D符合题意。
故选D。
4.碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列说法错误( )
A．碳纳米管是一种新型的化合物
B．碳纳米管常温下性质稳定
C．碳纳米管完全燃烧生成物是CO2
D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强
【答案】A
【解析】A．碳纳米管是由碳元素组成的碳的单质,不是化合物，故说法错误；
B．碳单质在常温型化学性质稳定，因此纳米碳管在常温下化学性质稳定，故说法正确；
C．碳纳米管由碳元素组成，碳完全燃烧生成二氧化碳，说法正确；
D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强，故说法正确；故选：A。
5.为了证明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，你会选用下列哪种方法（ ）
A．观察颜色 B．测定密度
C．测导电性 D．在氧气中燃烧都只生成一种气体——二氧化碳
【答案】D
【解析】A、观察颜色不能确定物质的组成，故A不正确；B、密度表示单位体积的物体的质量，测定密度不能确定物质的组成，故B不正确；C、导电性是物体传导电流的能力，测导电性不能确定物质的组成，故C不正确；D、木炭、石墨、金刚石都能在氧气中燃烧且只生成二氧化碳，二氧化碳中含有碳元素，则在氧气中燃烧都只生成一种气体——二氧化碳说明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，故D正确。故选D。
6.木炭燃烧的产物是（ ）
A.一定是CO B.一定是CO2 C.可能是CO，也可能是CO2 D.一定是CO和CO2的混合物
【答案】C
【解析】木炭不充分燃烧时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳；故答案为：C。
7.小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至处加热，最终变为紫红色固体。下列分析错误的是
A. 装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气
B. 反应过程中，变为
C. 反应过程中，体现出炭粉具有还原性
D. 装置中发生的反应：
【答案】
【解析】、装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气，说法正确；
B、反应过程中，在高温条件下，一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，说法正确；
C、反应过程中，体现出炭粉具有还原性，说法正确；
D、由于碳和氧化铜不接触，不能发生反应，发生的反应是碳和二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳、在高温条件下一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳，化学方程式是：为和，说法错误；
故选：。
8.用所学的化学知识回答下列问题
①金刚石和石墨的物理性质存在差异的原因____________________ ．
②CO和CO2的化学性质不同的原因__________________________ ．
【答案】碳原子排列方式不同；分子构成不同
【解析】①金刚石和石墨的物理性质存在差异的原因是二者的碳原子的排列方式不同，故填：碳原子排列方式不同；
②CO和CO2的化学性质不同的原因是二者的分子构成不同，故填：分子构成不同．
9.在自然界里大多数金属是以化合物的形式存在的．常用的金属冶炼是通过氢气、一氧化碳、碳粉与金属氧化物在高温下反应来实现的．小明在实验室里做氢气还原氧化铜的实验，请回答以下有关问题：
下面是该实验的四个步骤，正确的操作顺序是______．
A.加热 通入氢气 停止通入氢气 停止加热
如图是实验室用氢气还原氧化铜实验的示意图．试管口向下倾斜是为了______．
实验结束后，小明在用水清洗试管时发现试管底部附着的一层红色物质很难洗掉，请你帮他解决这个问题______．
【答案】 防止冷凝水流入试管底部，使试管破裂 先把空试管加热至红色物质变黑，冷却后再加入稀硫酸，微热，然后用水冲洗
10.下图为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。
试管中发生反应的化学方程式是 。
酒精灯加网罩的作用是 。
实验中，试管中发生反应的化学方程式是 。
【答案】
集中火焰，提高温度
【解析】在高温条件下，碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，化学方程式是
实验时，给酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提高温度
二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，所以试管中发生反应的化学方程式是 。
能力提升
1.碳在氧气中燃烧由于二者的质量比不同，产生的产物也不同，若生成物为CO和CO2的混合物，则碳和氧气的质量比可能是（ ）
A．3：4 B．3：5 C．1：3 D．3：8
【答案】B
【解析】碳充分燃烧生成二氧化碳，，该反应中碳与氧气的质量比为3:8，碳不充分燃烧生成一氧化碳，，该反应中碳与氧气的质量比为3:4，所以当碳与氧气反应生成物CO和CO2的混合物时，碳与氧气的质量比大于3:8，且小于3:4，故选B。
2.关于碳的化学性质不正确的是（ ）
A．温度越高，碳的活动性越强
B．碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁
C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应
D．碳在常温下能长时间保存不变质
【答案】C
【解析】解：A、常温下化学性质不活泼，但温度越高，碳的活动性越强，故选项说法正确。
B、碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁，故选项说法正确。
C、碳在氧气中充分燃烧是放热反应，不充分燃烧时也是放热反应，故选项说法错误。
D、常温下化学性质不活泼，碳在常温下能长时间保存不变质，故选项说法正确。故选：C。
3.石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是（ ）
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②③④
【答案】B
【解析】①由结构模型图看出，石墨烯是一种单质，错误；②三种物质都是碳元素组成的单质，分别在足量的氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳，正确；③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质，正确；④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，错误。
故选B。
4.下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是（ ）
用途 原因分析
A 石墨可用作电极 石墨可导电
B 金刚石可用来刻画玻璃 金刚石硬度很大
C 活性炭可用于消毒面具 活性炭具有吸附性
D 焦炭用于冶金工业 碳具有氧化性
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．石墨具有导电性，可以用石墨来制电极，故正确；
B．金刚石是自然界中硬度最大的矿物，所以可用金刚石来刻画玻璃，故正确；
C．活性炭具有很强的吸附性，可用来吸附有毒气体，故正确；
D．碳具有还原性，故可用焦炭来冶炼金属，故错误。
故选D。
5.碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A. 石墨导电性好可作电池电极 B. 活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C. 金刚石硬度大可制作铅笔芯 D. 炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
【答案】C
【解析】A、石墨导电性好可作电池电极，故选项正确；
B、活性炭吸附性强可作冰箱除味剂是利用了活性炭的吸附性，故选项正确；
C、石墨在刻划时容易留下痕迹，可以制作铅笔芯，故选项错误；
D、常温下，碳单质的化学性质稳定，可制墨汁，故选项正确。
故选：C。
6.按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（ ）
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.实验结束应立即倒出粉末
C.木炭能使氧化铜还原为铜
D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
【答案】C
【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；
B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；
C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；
D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，不符合题意。故选C。
7.化学与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。请回答下列问题：
(1)葛洪是我国晋代著名炼丹家，葛洪的炼丹过程中常用到密陀僧。若密陀僧与硝酸反应的化学方程式为：密陀僧+2HNO3═Pb(NO3)2+H2O（已配平），则密陀僧的化学式为_____。
(2)古时候，人类在翠绿色的孔雀石[主要成分：上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。此过程可用化学方程式表示为：①；②_____（提示：写CuO与C反应的化学方程式）。
(3)在CuO中铜元素的化合价为 _____。
【答案】(1)(2)(3)+2
【解析】(1)根据质量守恒定律反应前后原子的种类和个数不变，如题所示，反应后铅原子、氮原子、氧原子、氢原子的个数分别是1、2、7、2，反应前铅原子、氮原子、氧原子、氢原子的个数分别是0、2、6、2，因此还差1个铅原子和1个氧原子，由氧元素化合价为-2价，铅元素化合价为+2价，故组合的化学式是：；
(2)氧化铜和木炭在高温下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：；
(3)根据化合物中各元素化合价代数和为0，氧元素化合价为-2价，设铜元素化合价为，则，故填：+2或+2价。
8.2022年春节联欢晚会上，《只此青绿》和《忆江南》两幅名画大放异彩。古代水墨画是用墨调以水画成的，墨的主要成分为石墨。
(1)下列有关石墨的性质和用途说法错误的是___________（填标号）。
A．具有滑腻感，用于制作润滑剂
B．耐高温，用于制作刻画玻璃的玻璃刀
C．质软，可用于制作铅笔芯
D．有良好的导电性，用于制作干电池的电极
(2)我国古代水墨字画保存至今仍完好无损，说明石墨具有的化学性质是___________。
(3)古代制墨的主要工序流程如下图所示。
以上各个工序中，一定发生化学变化的是___________，此过程需控制松枝进行___________（填“完全”或“不完全”）燃烧。
【答案】(1)B (2)不活泼或稳定 (3) 炼烟 不完全
【解析】(1)A、物质的用途与性质是紧密联系的，由于石墨有滑腻感，可减小物质间的摩擦力，可作润滑剂，故A正确；B、玻璃较硬，刻画玻璃的工具必须是硬度很大的物质，石墨硬度小，不能制作刻画玻璃的工具，故B错误；C、石墨是层状结构，层与层之间是较弱的分子间作用力，质软在纸上划过留痕迹，可用于制铅笔芯，故C正确；
D、用作电池的电极，必须要求要有良好的导电性，石墨可以导电，可用于制干电池的电极，故D正确。故选：B；
(2)常温下，碳单质的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触，也不易起变化，所以古代水墨字画保存至今仍完好无损；
(3)由流程图可知，炼烟过程中有炭黑等新物质生成，属于化学变化；此过程需控制松枝进行不完全燃烧，否则松枝完全燃烧会生成二氧化碳气体而得不到炭黑。
9.某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三： 。
[查阅资料]浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示（夹持仪器已省）：
步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是 。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。
（3）若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水 ，则猜想三成立。
[实验反思]（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？请说明理由 。
【答案】[提出猜想]CO2、CO。
[实验步骤]黑色粉末逐渐变为红色。
[实验结论]
（1）Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
（2）二。
（3）变蓝色；变浑浊。
[实验反思]
（1）排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
（2）不需要；实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。
【解析】解：[提出猜想]
猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：CO2、CO。
故填：CO2、CO。
[实验步骤]
玻璃管中氧化铜和碳反应生成铜和碳的氧化物，观察到的现象是黑色粉末逐渐变为红色。
故填：黑色粉末逐渐变为红色。
[实验结论]
（1）澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
故填：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，说明气体中含有一氧化碳，澄清石灰水不变浑浊，说明气体中不含有二氧化碳，则猜想二成立。
故填：二。
（3）若观察到氯化钯试纸变蓝色，澄清石灰水变浑浊，则猜想三成立。
故填：变蓝色；变浑浊。
[实验反思]
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
故填：排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验产生干扰。
（2）该装置不需要添加尾气处理装置，是因为实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。
故填：不需要；实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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基于新课标核心素养下的教学评一体化教学设计——碳和碳的氧化物
课题内容 课题1 碳单质的多样性 第2课时
教学分析 课标解析： 知道物质的性质与组成、结构有关。以自然界中的氧循环和碳循环为例。 认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，认识物质的性质与用途的关系。学生必做实验及实践活动：二氧化碳的性质。1.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法；学生必做实验及实践活动：二氧化碳的实验室制取。 教材分析：在此之前的五个单元中我们学习了实验基本操作、研究了氧气和水、探索了物质构成、学习了质量守恒定律等等，本节内容是对之前所学知识的进一步巩固和应用。教材安排中从各物质的在生活中的用途到物理性质，力求贴近生活，通过比较金刚石和石墨的物理性质差异又能得出结构与性质之间的关系，逐层深入，激发学生的好奇心和探究欲望；紧接着是单质碳的化学性质，稳定性、可燃性到还原性，层层递进，抽丝剥茧。教材安排符合中学生的思维习惯，同时也为学生研究物质提供思路。对于碳和碳的氧化物的研究也为九年级下册金属材料、酸碱盐等物质的研究与学习打下了基础，学生可以模仿本节内容的安排方法自主设计实验，探究未知物质的性质。因此本节内容在整个初中化学学习中具有重要的承上启下的作用。 学情分析： 在知识方面，学生经过前五个单元的学习，已基本建立了微粒观、科学世界观，已知道研究物质的性质应从化学性质和物理性质两个方面着手并能合作设计实验验证物质性质。已基本掌握物质的差异是由其微观结构决定的。在生活中也已积累了部分生活经验，也能将知识与已有的生活经验相联系。但知识缺乏系统性，还没有建立明晰的知识网络，知识经验化严重，这也是本节应重点培养的内容。
学习目标 1．通过对生活中一些常见碳单质的使用情况，了解碳单质在常温下的稳定性和可燃性； 2．掌握碳的化学性质，重点掌握碳还原氧化铜实验的装置、现象和结论； 3．根据碳的化学性质，理解并认识碳的用途。 达成评价 学生能够通过生活中的经验了解碳的化学性质，掌握碳还原氧化铜的实验，认识碳的用途。
重难点 重点：单质碳的化学性质。 难点：木炭与氧化铜的反应。
先行组织 生活中使用木炭的经验，实验操作的基础知识。
问题与活动 活动设计： 1.创设情境，构建项目，引入课题。 【新课导入】墨是我国传统文房用具之一，用炭黑等材料制成。我国制墨具有悠久的历史。墨的制造和使用，促进了中华文化的传承与发展。我国古代书法家、画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？ 项目任务一：认识碳的化学性质 【总结】常温下，碳的化学性质不活泼（常温具有稳定性）。 【提问】利用碳的化学性质不活泼这一点，碳的生活当中有哪些用途？ 【讲解】“钻石恒久远，一颗永流传”（金刚石），重要的文件档案和考试都要求用黑色的碳素笔（炭黑）答题，用2B铅笔（石墨）填涂答题卡信息，炭化的木电线杆（焦炭）。 【提问】常温下，碳为什么化学性质不活泼？ 【总结】与碳原子的核外电子排布有关。碳原子的最外层有4个电子，在常温下，既不易失去也不易得到电子，所以化学性质比较稳定。这又再次说明了结构决定性质。 【思考】在高温下，碳的化学性质又如何呢？ 【问题】同学们再回想一下：在学习氧气的化学性质的时候，我们做过“木炭在氧气中燃烧的实验”，你还能说出该实验的实验现象吗？ 【现象】木炭剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 【结论】碳具有可燃性，即C+O2CO2（氧气充足，碳充分燃烧） 【提问】物质的性质决定了物质的用途，因为碳具有可燃性，所以碳可以作燃料。 【交流讨论】观看视频 【总结】碳与氧气不充分燃烧：2C+O22CO。 由此可见：反应物量不同，产物不同。 【思考】氧气的量具体是多少时，才算充分呢？ 【讲解】充分燃烧： 不充分燃烧： 1.当m(C)：m(O2)≤3:8时，只生成CO2 2.当m(C)：m(O2)≥3:4时，只生成CO 3.当3:8＜m(C)：m(O2)＜3:4时，生成CO和CO2 【注意】描述物质的化学性质时，要注意条件哦。如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；不充分燃烧时则生成一氧化碳等。 【过渡】碳不仅能和单质的氧气发生化学反应，在高温的条件下还能和某些化合物中的氧元素发生反应。 项目任务二：实验探究碳的化学性质 【实验演示】实验6-2：木炭与氧化铜的反应 把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图），用酒精灯（加网罩以使火焰集中并提高温度）加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。 实验现象结论黑色粉末变红色有Cu生成澄清石灰水变浑浊有CO2生成
【问题】上述反应的反应物、生成物、条件都已确定，你能写出反应的化学方程式吗？ 【学生练习】（PPT）2CuO＋C2Cu＋CO2↑ 【注意问题】该实验中有几个地方需引起大家的注意： ①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度； ②试管口要略向下倾斜； ③装置的气密性要好； ④实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯（防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂）。 ⑤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）。 【总结】在该实验中，氧化铜失去氧而变成了单质铜，碳得到氧变成二氧化碳。 这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，就叫做还原反应。 在该反应中，碳夺走氧化铜中的氧，作还原剂，它具有还原性。 【讲解】碳的还原性还表现在其他反应中。 1.冶金工业： 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来：2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑ 2.在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。 C＋CO22CO（吸收热量） 【讲解】物质的组成、结构决定性质，性质决定用途。因此碳可以作燃料、冶炼金属等。 教学评价 学生能够结合日常生活中的现象，认识碳的稳定性。 学生能够结合生活经验和之前学习过的木炭在氧气中燃烧实验，得出实验现象和结论。 学生能够结合生活，认识到木炭不充分燃烧生成一氧化碳有毒气体，通过学习增强安全意识。 学生能够通过化学方程式找到质量关系，理解反应时，反应物不同量对反应结果的影响。 学生通过实验探究，加深对化学实验的认识，熟练实验操作，充分认识在实验操作过程中操作顺序对实验的影响。会分析实验，能够找到操作错误的点。 6.学生能够结合碳与氧化铜反应的方程式理解还原反应。 7.学生通过本节课的学生，充分认识到化学与日常生活的紧密性，能够提高学习化学的兴趣，建立社会生活意识。能够熟练实验操作，进一步提升利用实验学习化学的能力。
迁移运用（当堂检测）： 1.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一。该广告能体现的钻石的性质是（ C ) A.硬度大 B.不能导电 C.化学性质稳定 D.熔点低 2.下列对一些事实的解释错误的是（ C ） 事 实解释 A书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定B石墨能够作电池的电极材料石墨能够导电 C焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性 D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性
3.两份质量相等的木炭，一份燃烧全部生成二氧化碳，一份燃烧全部生成一氧化碳，则两份木炭燃烧消耗氧气的质量比是（ B ) A.1:2 B.2:1 C.3:8 D.3:4 4.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（ D ） A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊 C．碳在反应中表现出还原性 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 5.碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时停止加热，冷却至室温。相关分析正确的是（ C ) A．装置Ⅲ中出现气泡，说明Ⅰ中反应已开始 B．反应中，装置Ⅰ内壁出现水雾是反应生成的 C．冷却后，装置I减少的固体质量等于生成气体的质量 D．装置Ⅱ中可收集到一瓶二氧化碳气体 6.工业上常利用铝热反应冶炼金属锰，反应原理为： 3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3 其中被还原的物质是（ C ) A.Mn B.Al C.MnO2 D.Al2O3
成果集成：
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6.1.2 碳单质的多样性 分层作业设计
基础练习
我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质（ ）
A．化学性质稳定 B．具有氧化性
C．具有还原性 D．具有可燃性
碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中正确的是（ ）
A．硬度都很大 B．都可用于制造铅笔芯
C．都是黑色固体 D．常温下化学性质都不活泼
我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生① ②。下列有关说法错误的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应前后锌元素质量不变
C．②反应中ZnO发生了还原反应
D．②反应前后锌元素化合价升高
4.碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列说法错误( )
A．碳纳米管是一种新型的化合物
B．碳纳米管常温下性质稳定
C．碳纳米管完全燃烧生成物是CO2
D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强
5.为了证明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，你会选用下列哪种方法（ ）
A．观察颜色 B．测定密度
C．测导电性 D．在氧气中燃烧都只生成一种气体——二氧化碳
6.木炭燃烧的产物是（ ）
A.一定是CO B.一定是CO2 C.可能是CO，也可能是CO2 D.一定是CO和CO2的混合物
7.小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后，将酒精喷灯移至处加热，最终变为紫红色固体。下列分析错误的是
A. 装置中气球的作用：收集尾气、防止污染空气
B. 反应过程中，变为
C. 反应过程中，体现出炭粉具有还原性
D. 装置中发生的反应：
8.用所学的化学知识回答下列问题
①金刚石和石墨的物理性质存在差异的原因____________________ ．
②CO和CO2的化学性质不同的原因__________________________ ．
9.在自然界里大多数金属是以化合物的形式存在的．常用的金属冶炼是通过氢气、一氧化碳、碳粉与金属氧化物在高温下反应来实现的．小明在实验室里做氢气还原氧化铜的实验，请回答以下有关问题：
下面是该实验的四个步骤，正确的操作顺序是______．
A.加热 通入氢气 停止通入氢气 停止加热
如图是实验室用氢气还原氧化铜实验的示意图．试管口向下倾斜是为了______．
实验结束后，小明在用水清洗试管时发现试管底部附着的一层红色物质很难洗掉，请你帮他解决这个问题______．
10.下图为木炭还原氧化铜的实验装置。请回答下列问题。
试管中发生反应的化学方程式是 。
酒精灯加网罩的作用是 。
实验中，试管中发生反应的化学方程式是 。
能力提升
1.碳在氧气中燃烧由于二者的质量比不同，产生的产物也不同，若生成物为CO和CO2的混合物，则碳和氧气的质量比可能是（ ）
A．3：4 B．3：5 C．1：3 D．3：8
2.关于碳的化学性质不正确的是（ ）
A．温度越高，碳的活动性越强
B．碳具有还原性，高温时碳能使氧化铁还原成铁
C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应
D．碳在常温下能长时间保存不变质
3.石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是（ ）
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②③④
4.下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是（ ）
用途 原因分析
A 石墨可用作电极 石墨可导电
B 金刚石可用来刻画玻璃 金刚石硬度很大
C 活性炭可用于消毒面具 活性炭具有吸附性
D 焦炭用于冶金工业 碳具有氧化性
A．A B．B C．C D．D
5.碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A. 石墨导电性好可作电池电极 B. 活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C. 金刚石硬度大可制作铅笔芯 D. 炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
6.按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（ ）
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.实验结束应立即倒出粉末
C.木炭能使氧化铜还原为铜
D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
7.化学与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。请回答下列问题：
(1)葛洪是我国晋代著名炼丹家，葛洪的炼丹过程中常用到密陀僧。若密陀僧与硝酸反应的化学方程式为：密陀僧+2HNO3═Pb(NO3)2+H2O（已配平），则密陀僧的化学式为_____。
(2)古时候，人类在翠绿色的孔雀石[主要成分：上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。此过程可用化学方程式表示为：①；②_____（提示：写CuO与C反应的化学方程式）。
(3)在CuO中铜元素的化合价为 _____。
8.2022年春节联欢晚会上，《只此青绿》和《忆江南》两幅名画大放异彩。古代水墨画是用墨调以水画成的，墨的主要成分为石墨。
(1)下列有关石墨的性质和用途说法错误的是___________（填标号）。
A．具有滑腻感，用于制作润滑剂
B．耐高温，用于制作刻画玻璃的玻璃刀
C．质软，可用于制作铅笔芯
D．有良好的导电性，用于制作干电池的电极
(2)我国古代水墨字画保存至今仍完好无损，说明石墨具有的化学性质是___________。
(3)古代制墨的主要工序流程如下图所示。
以上各个工序中，一定发生化学变化的是___________，此过程需控制松枝进行___________（填“完全”或“不完全”）燃烧。
9.某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三： 。
[查阅资料]浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如图所示（夹持仪器已省）：
步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是 。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立，请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想 成立。
（3）若观察到氯化钯试纸 ，澄清石灰水 ，则猜想三成立。
[实验反思]（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是： 。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？请说明理由 。
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