《溪山雪意圖》描繪了雪后溪水兩岸的平坡低崗、橋屋村舍、喬松巖壑、泉流舟楫等景物，其局部圖中還描繪了眾人在庭院內(nèi)烤火的場景。古代畫家繪畫用的墨和冬天取暖燃燒的木炭，主要成分都是碳單質(zhì)。
請你推測碳單質(zhì)有哪些化學(xué)性質(zhì)？
1.能通過生活經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)推理得出碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，通過比較碳單質(zhì)在不同條件下的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物不同，感受人類可以通過控制反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控；能用化學(xué)方程式表示相關(guān)反應(yīng)2.通過對碳和氧化銅反應(yīng)的探究，學(xué)會(huì)從物質(zhì)變化和元素視角認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，初步感受認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的思路與方法；體驗(yàn)科學(xué)探究的一般步驟3.通過還原反應(yīng)和還原性概念的建立過程，體會(huì)比較、分類、綜合、歸納等方法在認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)中的作用
1.古代字畫保存至今仍不褪色，說明常溫下碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑
2.從古人對木炭的描述來看，古人很早以前就認(rèn)識(shí)到了炭的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。如：
（1）“柞柳速朽者也，而燔之為炭，則可億載而不敗焉?！? ——晉代 葛洪 《抱樸子內(nèi)篇·至理》
（2）“青州、安丘、盧山有木，燒成炭，便永不塵耗焉?！? ——南朝 陶弘景 《登真隱訣》
3.你能從生活中找出一些事例說明在常溫下碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑嗎？
環(huán)節(jié)一、認(rèn)識(shí)碳單質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑
碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，試分析碳單質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑的原因。
碳原子的最外層電子數(shù)為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。
環(huán)節(jié)二、再探碳單質(zhì)的燃燒
1.回憶木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2.如何證明木炭燃燒有二氧化碳生成？
用坩堝鉗夾持紅熱的木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶中，待木炭燃燒停止后，取出坩堝鉗，向瓶中倒入澄清石灰水，振蕩，澄清石灰水變渾濁，說明木炭燃燒生成了二氧化碳。
環(huán)節(jié)二、探究碳單質(zhì)的燃燒
氧氣不足時(shí)，碳燃燒也會(huì)生成一氧化碳
2C + O2 2CO
“圍爐煮茶”走紅注意：操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致一氧化碳中毒
木炭燃燒的產(chǎn)物與反應(yīng)條件有關(guān)
環(huán)節(jié)三、探究碳單質(zhì)與某些氧化物的反應(yīng)
黑色固體中有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，澄清石灰水變渾濁
2CuO+C====2Cu+CO2
碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)，可能生成一氧化碳，那么碳單質(zhì)與氧化銅反應(yīng)是否也可能生成一氧化碳？
【提供資料】不同質(zhì)量的氧化銅與碳反應(yīng)時(shí)，一氧化碳和二氧化碳的濃度變化如圖所示
根據(jù)以上圖像，你能得出哪些結(jié)論？
1.無論氧化銅與碳單質(zhì)的質(zhì)量比如何，反應(yīng)都既會(huì)生成二氧化碳，又會(huì)生成一氧化碳，但以生成二氧化碳為主
2.隨著混合物中氧化銅的配比逐漸增大，產(chǎn)生的二氧化碳和一氧化碳的混合氣體中二氧化碳?xì)怏w的占比持續(xù)增多，一氧化碳?xì)怏w的占比逐漸減少
3.碳過量時(shí)，表示二氧化碳濃度變化的曲線都存在下降的趨勢，說明可能發(fā)生了二氧化碳與碳的反應(yīng)
環(huán)節(jié)四、認(rèn)識(shí)還原性和還原反應(yīng)
CuO Cu
[分析]反應(yīng)中得氧的物質(zhì)是什么？失氧的物質(zhì)是什么？
還原性與還原反應(yīng)（1）含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)屬于還原反應(yīng)（2）碳單質(zhì)在反應(yīng)中奪取氧化銅中的氧，表現(xiàn)出還原性（3）碳單質(zhì)不僅能奪取氧化銅中的氧，也可奪取氧化鐵、四氧化三鐵中的氧，因此利用碳的還原性可冶煉金屬。
碳單質(zhì)能否與非金屬氧化物反應(yīng)？
碳能與二氧化碳反應(yīng)，在碳與氧化銅反應(yīng)的曲線分析中可得出結(jié)論
寫出碳單質(zhì)與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式
1.古代搭建戲臺(tái)時(shí)，常把埋入地下的一部分木頭表面稍稍烤焦成木炭以減緩木材腐爛，所利用碳的化學(xué)性質(zhì)是（　　）A．具有可燃性 B．具有氧化性C．具有還原性 D．常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
解析：這種處理方法利用了碳的化學(xué)性質(zhì)。碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此能夠形成一層保護(hù)層，防止木材受到外界環(huán)境的影響。
2.下列物質(zhì)中，既有可燃性又有還原性的是（　?。〢．CO2 B．O2 C．N2 D．C
解析：A.CO2是化合物，不具有可燃性和還原性， A不符合題意；B.O2不具有可燃性和還原性，B不符合題意；C.N2不具有可燃性和還原性，C不符合題意;D.C是既有可燃性又有還原性的單質(zhì)，D符合題意。
3.如圖是木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請據(jù)圖回答問題。①圖中酒精燈上加網(wǎng)罩的作用是　 　。②寫出木炭還原氧化銅的化學(xué)方程式　 　。③剛開始預(yù)熱時(shí)，試管b中立即有氣泡冒出，但澄清石灰水沒有變渾濁，其原因是 　。
2CuO+C 2Cu+CO2↑
開始排出的是試管內(nèi)的空氣
3.如圖是木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請據(jù)圖回答問題。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，需要待試管冷卻后再把橡膠塞打開，將試管里的粉末倒在紙上的原因是　 。⑤在試管b中，當(dāng)觀察到　 　 的現(xiàn)象時(shí)，證明木炭和氧化銅已完全反應(yīng)。
防止灼熱的銅重新被氧化
解析：①圖中酒精燈上加網(wǎng)罩的作用是使火焰集中并提高溫度②木炭還原氧化銅的化學(xué)方程式　 ?、蹌傞_始預(yù)熱時(shí)，試管b中立即有氣泡冒出，但澄清石灰水沒有變渾濁，原因是開始排出的是試管內(nèi)的空氣④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，需要待試管冷卻后再把橡膠塞打開，將試管里的粉末倒在紙上的原因是防止灼熱的銅重新被氧化。⑤在試管b中，當(dāng)觀察到液體中不再產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象時(shí)，證明木炭和氧化銅已完全反應(yīng)。
4.用純凈的炭粉還原氧化銅粉末時(shí)，可能發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：C+2CuO 2Cu+CO2↑；C+CuO Cu+CO↑某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明氧化銅中含有氧元素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①在實(shí)驗(yàn)前通入氮?dú)獾哪康氖恰? 。②本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明氧化銅中含有氧元素的證據(jù)是 ，寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式：　 。
排出裝置中的空氣，防止碳與空氣中的氧氣反應(yīng)
Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O
解析：①在實(shí)驗(yàn)前通入氮?dú)獾哪康氖桥懦鲅b置中的空氣，防止碳與空氣中的氧氣反應(yīng)②因?yàn)槟咎糠叟c氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明氧化銅中含有氧元素的證據(jù)是澄清石灰水變渾濁，產(chǎn)生該現(xiàn)象的方程式為Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O
4.用純凈的炭粉還原氧化銅粉末時(shí)，可能發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：C+2CuO 2Cu+CO2↑；C+CuO Cu+CO↑某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明氧化銅中含有氧元素，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：③為了使實(shí)驗(yàn)成功，反應(yīng)物要研細(xì)混勻，而且炭粉與氧化銅的質(zhì)量比為 （填字母）效果較好。A.3∶20 B.1∶12④你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的不足之處是　 　。

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課題1 碳單質(zhì)的多樣性

版本： 人教版（2024）

年級： 九年級上冊（2024）

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