初中化学新人教版九年级上册第六单元 碳和碳的氧化物教案2025秋[1]

第六单元碳和碳的氧化物【核心素养目标】[化学观念]1.通过对几种碳单质以及一氧化碳和二氧化碳的学习认识物质的多样性。2.通过比较几种碳单质物理性质的差异以及一氧化碳和二氧化碳性质的差异，认识物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定其用途，形成合理利用物质的意识。3.认识在一定条件下通过化学反应可实现物质转化。4.通过二氧化碳的实验室制取，认识物质的性质决定物质的制备方法。5.能从物质性质及变化视角初步分析，解决一些简单的实际问题，发展辩证唯物主义世界观。[科学思维]1.能运用比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法研究碳的几种单质，一氧化碳和二氧化碳的性质与用途。2.能基于实验事实进行证据推理，认识二氧化碳的性质。3.归纳实验室制取气体的一般思路。4.在解决与碳及其氧化物相关问题中形成质疑能力、批判能力和创新能力。[科学探究与实践]1.能设计实验验证二氧化碳能与水反应。2.能设计简单实验制取和检验二氧化碳。3.参与社会调查实践，能基于碳中和理念设计低碳行动方案。[科学态度与责任]1.通过对C60、碳纳米管等碳单质的学习，发展对物质结构的好奇心、探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣。2.通过对碳单质、一氧化碳和二氧化碳的用途的学习，认识化学学科在促进人类文明和社会可持续发展中的重要价值。3.初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式。4.积极参与有关碳达峰、碳中和等社会热点问题的讨论，并能作出合理的价值判断，初步形成主动参与社会决策的意识。【学习目标】1.能概括金刚石、石墨等常见碳单质和一氧化碳、二氧化碳等碳的氧化物的主要性质，能正确书写相关反应的化学方程式。2.把握物质变化及相互转化规律，学会研究物质的组成、结构、性质、制取、用途等相关知识的方法，建立“物质组成、结构决定物质的性质，物质性质决定物质的用途”的认识思路，能够应用该思路解决实际问题。3.以碳单质和一氧化碳、二氧化碳的性质及二氧化碳的制取和检验的探究实验为载体，经历科学探究的过程，体验科学探究的思路和方法。4.初步形成变化观念和平衡思想的核心素养；另一方面关注碳循环引发的环境问题，关注温室效应，理解低碳生活的意义。课题1碳单质的多样性本课题包括两部分。第一部分介绍碳单质，主要介绍了金刚石、石墨的重要物理性质和C60分子的结构特点。在介绍石墨的同时又穿插介绍了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使学生了解到化学物质的性质决定用途，用途体现结构这一要点。第二部分通过学生回顾复习引出碳的一个重要化学性质——能与氧气反应，又通过活动探究理解了碳能与某些氧化物反应，并能根据实验现象书写化学方程式，重点分析了木炭还原氧化铜的实验。第1课时碳的单质【教学目标】[知识目标]20 1.了解金刚石和石墨的物理性质和用途。2.知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。[能力目标]1.对展示或演示的资料进行分析和归纳。2.通过对C60的发展及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，树立物质性质决定用途的观点。[素养目标]1.以发展的观点看待碳的单质。2.树立物质的性质决定用途的观点。【教学重点】金刚石、石墨和C60中原子排列方式的分析。【教学难点】以人类对碳单质的认识为例，引导学生形成“科学促进发展”的观点。【教具准备】教师用具：金刚石、石墨、C60分子模型、玻璃刀、6B铅笔芯、干电池、石墨电极、投影仪、多媒体课件、防毒面具、导线、灯泡。学生用具：(1)[仪器]小锥形瓶；(2)药品：红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、澄清石灰水。【课前预习】1.碳的单质有金刚石、石墨和C60等，其中金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨是天然存在的最软的矿物之一。2.木炭和活性炭都具有吸附性，是因为它们具有疏松多孔的结构。3.一个C60分子是由60个碳原子构成的，它形似足球，具有特殊的物理和化学性质【教学过程】一、新课导入［思考］我们知道不同元素可以组成不同物质，那么，同种元素可以组成不同物质吗?［展示］金刚石、石墨、C60分子模型［介绍］金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。［提问］你们能得到什么结论?［回答］同种元素可以组成不同的物质。［实验探究］请同学们用小刀将玻璃片割开。［提问］为什么用小刀割不开玻璃片？用玻璃刀可以进行玻璃切割？玻璃刀上是一种什么物质？［回答］玻璃刀上有金刚石，硬度比玻璃大。知识点一、碳的几种单质的物理性质及用途为了方便我们学习，下面列举几种常见元素的不同单质：［讲解］不同的元素可以组成不同的单质，例如，氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的。同一种元素也可以组成不同的单质，金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的不同单质。由于碳原子在金刚石、石墨和C60里的排列方式不同，即结构不同，导致它们的性质尤其是物理性质有很大差异。［过渡］那么就让我们来探究金刚石、石墨和C60在物理性质上的差异吧。（1）金刚石［展示］多媒体展示金刚石的物理性质和用途。小组问题讨论：金刚石、石墨都是由碳元素组成的，所以它们混合后仍为纯净物，对吗？（不对，金刚石和石墨里碳原子的排列方式不同，形成不同的物质，所以二者混合后，虽然只含一种元素，但却是两种物质，属于混合物。）【特别提醒】石墨在一定条件下可以转化为金刚石，为化学变化。20 ［讲解］纯净的金刚石是无色透明的固体。天然采集的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品--钻石。金刚石可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。根据金刚石的用途可以推测金刚石一定很硬。事实上，它是天然存在的最硬的物质。在特殊条件下制备的金刚石薄膜，其透光性好、硬度大，可用作光学窗口和透镜的涂层；其导热性好，可用于集成电路基板散热，提高芯片性能。（2）石墨［引导］同学们，你们手里铅笔中的铅芯是铅吗？［回答］不是。［提问］那到底是什么物质？请同学们将刚才削下的黑色粉末用手指轻轻地摸摸，有什么感觉？［介绍］由于石墨很软，所以常用石墨作铅笔芯，但由于太软，光用石墨作笔芯，既易断又易磨损，因此生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉以增加硬度。最软的铅笔是6B，最硬的铅笔是6H，HB铅笔则软硬适中。［演示实验］把一根6B的铅笔芯和导线连接在一起，接上电池和灯泡，接通电源后，观察灯泡是否发亮。［实验结果］小灯泡发光。［结论］石墨有良好的导电性。［提问］石墨还有哪些物理性质和用途？［视频播放］视频展示石墨的物理性质和用途。学生观看并讨论、将结果归纳汇总到上表中。（3）C60［介绍］随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60分子，另外还有碳纳米管。［视频播放］C60分子介绍。观看视频后请填表。［归纳］C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它的分子形似足球，又名足球烯。独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域。[知识拓展]金刚石与石墨是两种不同的单质。石墨在一定条件下可转化为金刚石，为化学变化。［思考］为什么金刚石、石墨、C60分子是碳的三种单质，但物理性质却存在很大的差异呢？［视频播放］观看碳的几种单质结构图。［回答］因为每种碳单质的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质有很大差异。［总结］不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质各不相同，是因为碳原子排列方式不同。知识点二、木炭和活性炭的吸附性［介绍］生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑，它们都是由石墨微小晶体和少量杂质组成的，没有固定的几何形状，所以叫无定形炭。其中木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗?［实验6-1］在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡，观察现象。［现象］淡红色的水颜色褪去。［分析］木炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有较强的吸附性。另外活性炭的吸附性更强。［设问］利用这一性质，活性炭会有什么用途?［回答］防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的；冰箱的除味剂；制糖工业的脱色剂等都利用了活性炭的吸附性。［讨论］结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系。［视频播放］焦炭、木炭、活性炭、炭黑的物理性质和用途。规律总结：“碳”与“炭”的区别：“碳”是指碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，并不是具体指某种物质，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素，而“炭”用于具体的物质的命名20 ——由碳元素形成的单质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。要点提示：木炭和活性炭的吸附性是物理性质，木炭、活性炭对其他物质的脱色过程是物理变化。【板书设计】第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性第1课时碳的单质1.物质具有多样性。同一种元素可以组成不同的物质，如金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质。2.金刚石、石墨和C603.其他含杂质的碳单质木炭：疏松多孔，具有吸附能力，可作燃料和吸附剂等。焦炭：冶炼金属。活性炭：吸附性比木炭还要强，可用于净化气体和液体等。炭黑：黑鞋油、墨汁等。注意：碳单质物理性质差异大的原因是碳原子排列方式不同。4.结构、性质与用途的关系：【课堂小结】本节课我们学习了碳的单质，认识了几种不同的碳单质，并了解了它们重要的物理性质和用途。知道不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。第2课时碳单质的化学性质【素养目标】1.知道碳单质的化学性质。2.理解氧化反应和还原反应，知道氧化反应和还原反应是从得、失氧的角度理解的化学变化。3.进一步学会观察实验现象并记录，学会科学探究的方法，了解碳单质的化学性质。【教学重点】碳单质的化学性质。【教学难点】碳跟某些氧化物的反应。【教具准备】多媒体课件、试管（大小各1个）、铁架台、火柴、酒精灯、网罩、带导管的塞子、弹簧夹、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水。【课前预习】1.碳的单质在常温下化学性质不活泼。2.可燃性：①碳在氧气中充分燃烧C+O2点燃CO2；②碳在氧气中不充分燃烧2C+O2点燃2CO。（填化学方程式）3.还原性：碳在高温条件下能够还原CuO，反应的化学方程式为C+2CuO高温2Cu+CO2↑。【教学过程】一、新课导入上一课我们学习了几种碳的单质，并了解了它们重要的物理性质和用途。现在让我们一起来了解一下碳的化学性质。知识点一、常温下，碳单质的化学性质稳定［设问］①利用多媒体展示几幅古画或古人真迹。这些字画都已几百年乃至几千年，纸或布都已破损，但黑色（墨中含有碳）仍然不变，这说明了什么问题？②利用多媒体展示我国一些古建筑被埋入地下且被火将表面烧成黑色的柱子。如果将这种木头柱子直接埋入地下，你们认为有什么后果？这又说明什么问题？20 ［分析］上述两个现象都与碳的化学性质有关，说明了在常温下，碳的化学性质不活泼。经得起风吹、日晒、雨淋。［讨论］为什么碳在常温下化学性质不活泼呢？［总结］碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个电子或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼。知识点二、碳单质与氧气反应［过渡］如果升高温度，碳是否会发生化学反应？回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出反应的化学方程式，说出反应的现象。［回答］木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式为C+O2点燃CO2，实验现象为发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。［介绍］当氧气不充足时，碳燃烧就不充分，这时生成一氧化碳，放出热量。2C+O2点燃2CO［提醒］CO俗称“煤气”，有剧毒。生活中烧煤取暖时，若燃烧不充分就会生成CO，使人中毒。为了防止CO中毒，取暖时要注意室内通风，使碳完全燃烧。知识点三、碳与某些氧化物的反应［演示］教师演示课本P110实验6-2：如图6-9所示，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溫度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后先撤出导管，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。【特别提醒】碳的化学性质稳定是有前提的，必须是常温下。方法点拨：①碳燃烧的产物可能不同，但现象相似，都放出热量。②一般情况下，未特殊说明碳是否充分燃烧，通常就是指碳充分燃烧，生成物是二氧化碳。［学生讨论］装置：现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。分析：产物为二氧化碳、铜。结论：化学方程式：2CuO+C高温2Cu+CO2↑［分析］从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是谁导致了这种变化?［回答］CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。［小结］还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫作还原反应。能夺得氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性，可以用于冶金工业的还原剂，例如高炉炼铁的反应。碳、氢气都是具有还原性的物质。［练习］焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑，这个反应是否是还原反应?若属于还原反应，哪种物质具有还原性?［回答］此反应是还原反应，其中碳具有还原性。［拓展延伸］①单质碳不但能夺取金属氧化物中的氧，还能夺取某些非金属氧化物中的氧，例如C+CO2高温2CO。②物质跟氧发生的反应叫氧化反应，它和还原反应存在于同一个反应中，例如在2CuO+C高温2Cu+CO2↑反应中，氧化铜失去氧发生还原反应，碳与氧化铜中的氧结合，发生的是氧化反应，氧化铜被还原了，氧化铜属于氧化剂，碳被氧化了，碳属于还原剂，具有还原性。[知识拓展]该实验与加热高锰酸钾制取氧气实验的异同。相似点：①装置类似，因为反应物的状态都是固体，又都需要加热，所以都采用“固固加热型”发生装置;②实验完毕都是先将导管从液体中取出，再熄灭酒精灯。不同点：①高锰酸钾制取氧气时需要在试管口塞上一团棉花；②木炭和氧化铜反应的条件是高温，故需在酒精灯上加一个网罩。规律总结：①氧化反应与还原反应是从得氧失氧的角度研究化学反应的，不属于基本反应类型。②20 氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质。氧化剂、还原剂指的都是反应物。【板书设计】第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨和C60第2课时单质碳的化学性质1.碳的化学性质（1）稳定性：常温下，碳的化学性质不活泼。（2）可燃性：能与氧气发生反应充分燃烧：C+O2点燃CO2不充分燃烧：2C+O2点燃2CO（3）还原性：能与某些氧化物反应C+2CuO高温2Cu+CO23C+2Fe2O3高温4Fe+3CO22.还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。3.还原反应：含氧化合物内的氧被夺去的反应。【课堂小结】本节课我们学习了碳的化学性质，通过观察实验现象并记录，学会了科学探究的方法，并知道了什么是氧化反应和还原反应。【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。课题2二氧化碳和一氧化碳本课题主要介绍了二氧化碳和一氧化碳的性质。在介绍二氧化碳时，联系学生已有的知识，介绍了二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的原因。其中二氧化碳与水、石灰水的反应是本课题教学难点。关于一氧化碳，教材主要介绍了它的可燃性、毒性和还原性。本课题注意紧密联系生活实际。例如，教材介绍了干冰用于人工增雨的奥秘，以讨论的形式提出“煤气厂为什么常在家用煤气(含有一氧化碳)中掺入微量具有难闻气味的气体？如发生煤气泄漏应当怎么办？”等一些实际问题。另外，本课题还注意培养学生关注社会和人类生存环境的情感态度，教材中的“调查与研究”要求学生通过收集有关资料，进一步加强对温室效应的认识，充分认识学习化学的重要价值。第1课时二氧化碳【素养目标】1.了解二氧化碳的物理性质和化学性质。2.了解二氧化碳的用途。3.了解并关注温室效应,并提倡“低碳”生活4.通过对二氧化碳的性质、用途等有关知识的探究学习，使学生体会获得知识的过程，学会科学探究的方法，培养学生的科学素养。5.培养学生能灵活地应用CO2性质的有关知识解决实际问题的能力。6.了解生活中处处有化学，化学就在我们身边。强化保护环境、解决环境问题的意识。【教学重点】通过二氧化碳的探究实验，认识二氧化碳的性质，并对探究的结果进行总结，学会应用。【教学难点】培养学生对实验的观察能力和分析能力。【教具准备】[仪器]实验室制取CO2的装置一套，铁架台，烧杯，试管，药匙，试管夹，集气瓶，玻璃管，酒精灯，玻璃片。药品：稀盐酸，石蕊溶液，稀醋酸，石灰水，水，大理石。其他：塑料矿泉水瓶，蜡烛，纸袋，火柴，投影或多媒体电脑平台。【课前预习】1.二氧化碳的物理性质：二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固体二氧化碳叫干冰。20 2.二氧化碳的化学性质：（1）CO2不能燃烧也不能支持燃烧；（2）与水反应CO2+H2OH2CO3；（3）与氢氧化钙反应CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。3.温室效应：（1）温室气体有CO2、O3、CH4和氟氯代烷等；（2）防止温室效应的措施：减少使用煤、石油和天然气等化石燃料的使用，更多地利用清洁能源等。【教学过程】一、新课导入［课件展示］“屠狗妖之谜”：在意大利那不勒斯的深山峡谷中，有一个闻名的屠狗洞，洞里有个屠狗妖，当人牵着狗进入洞时，人安然无恙，狗却昏倒，甚至死亡。科学家波尔曼决定探索此洞的秘密。他一手牵着狗，一手拿着火把走进洞里，没走多远，狗昏倒在地，他马上蹲下查看究竟，这时他感到呼吸困难，并看到手中火把的火焰飘忽不定，波尔曼抱着狗，跑出洞外，放声大笑：“这屠狗妖原来是……”［讲解］古代在科学并不发达的时候，人们往往将自己不能理解的事情，归结到妖魔鬼怪之上，并由此引发了各种猜想，“屠狗妖之谜”中的“屠狗妖”其实是一种常见的气体，二氧化碳。下面我们就来学习一下“它”的奇妙之处。知识点一、二氧化碳的物理性质［教师活动］指导学生自主完成教材P136【实验6-3】【实验6-4】，探索有关二氧化碳的性质。［学生活动］（1）根据课题2中所学的CO2的制法，完成教材【实验6-3】，制备下面实验需要的CO2。（2）取一瓶CO2，观察、记录现象。（3）实验探究：结合教材实验内容及插图，完成教材P136【实验6-3】、【实验6-4】，叙述现象，并分析原因。小组问题讨论：我们平时打开汽水或啤酒盖时，常有大量的气体产生，这是什么气体呢？（二氧化碳）［共同分析］【实验6-3】中发现烧杯中下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。说明CO2不能燃烧，也不支持燃烧（此性质属于CO2的化学性质）且密度比空气大，可以像水一样从一个容器倒入另一个容器。【实验6-4】中发现塑料瓶瘪了。说明CO2能溶于水，使瓶内压强减小。［教师设疑］在实验室内，大家还可以设计怎样的实验方案来比较一下CO2与空气密度的大小？学生讨论,共同交流。［共同分析］选用一种类似于天平的简易装置（如下图），做实验：从而发现：左边纸筒上升，右边的纸筒下降。证明CO2的密度比空气的密度大。［学生活动］交流、讨论、总结二氧化碳的性质，填表：［引导分析］前面我们分析了气态二氧化碳的性质，在一定条件下，二氧化碳气体会变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”。下面我们了解干冰的性质。［课件展示］干冰［拓展介绍］干冰是一种半透明的白色固体。在常压和－78.5℃时升华，升华时从周围环境中吸收热量，使环境温度降低，水蒸气冷凝为水滴聚集在一起形成雾。影视舞台上经常见到的云雾缭绕、使人如入仙境的景象就是这样形成的。［小结］CO2的物理性质：（1）CO2通常为无色无味的气体；（2）密度比空气大；（3）能溶于水；（4）干冰(固体CO2)易升华。知识点二、二氧化碳的化学性质［教师活动］思考讨论：（1）CO2是否有毒？请解释“屠狗妖之谜”。（2）进入久未开启的菜窖或深井、深洞的底部时，应采取怎样的措施？［学生活动］（1）交流讨论。（2）实验探究：一学生演示模拟菜窖。课堂拓展：CO2在一般情况下，不支持燃烧。但对有些物质也有助燃性，例如镁带可以在二氧化碳中燃烧。因此,金属镁引起的火灾，不能用CO2来灭火。20 易错提示：二氧化碳能溶于水，不能说成二氧化碳易溶于水。知识归纳：二氧化碳的物理性质：①在通常状况下，二氧化碳是一种无色气体。在标准状况下，二氧化碳的密度是1.977g/L，约是空气密度的1.5倍。因此可以像倾倒液体那样，把二氧化碳从一个容器倾倒到另一个容器里。②CO2能溶于水，1体积水约能溶解1体积CO2，加大压强会溶解得更多。③CO2在一定条件下有三态变化，经过压缩的CO2固体叫干冰。［讲解］二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。屠狗洞中由于特殊的地理环境，导致洞中下层二氧化碳的含量较高，而上层二氧化碳的含量较低，所以狗死亡而人无恙。因此，在进入久未开启的洞窖底部时应注意安全，一般先做灯火实验；在人群密集的地方应该注意通风换气。［知识延伸］根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，能否利用二氧化碳来灭火？（回答：能。）［教师活动］（1）介绍紫色石蕊溶液。（2）安排实验，指导学生自主完成教材P137【实验6-5】及补充实验，探索有关二氧化碳另外的化学性质。［学生活动］（1）实验探究：分组完成教材【实验6-5】。（2）叙述现象并讨论分析原因，填写下表。［共同分析］二氧化碳跟水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红。H2O＋CO2H2CO3碳酸很不稳定，易分解成二氧化碳和水。H2CO3H2O＋CO2↑注意：这里使紫色石蕊溶液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸，我们不能说成“二氧化碳使紫色石蕊溶液变红”；此外，盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊溶液变红，相关内容将在后面学习。［学生实验］向澄清石灰水中吹CO2（如下图），叙述现象，并讨论分析原因。方法点拨：二氧化碳溶于水发生的是物理变化，二氧化碳与水反应发生的是化学变化，二者本质不同。［分析］［思考讨论］实验室久置的石灰水瓶内壁，会有一层白色物质，白色物质是什么？它是怎样形成的？［学生活动］思考、讨论、解答。［共同分析］白色物质是CaCO3，因为石灰水与空气接触，吸收其中的CO2发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2CaCO3↓＋H2O［教师讲解］因此，我们做完实验后，不能将盛石灰水的试剂瓶敞口放置，否则石灰水会与二氧化碳反应而变质。［思考讨论］石灰浆［主要成分是Ca(OH)2］抹墙一段时间后会变硬变白，为什么？要使石灰浆抹的墙迅速变硬，通常在室内生一盆炭火，为什么墙壁反而会“冒汗”呢？［学生活动］思考、讨论、解答。［共同分析］石灰浆的主要成分是Ca(OH)2，可以与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，碳酸钙是白色固体物质并且较坚硬：Ca(OH)2＋CO2CaCO3↓＋H2O炭火燃烧时生成大量二氧化碳，可以促进反应迅速进行，但同时又生成大量的水，所以看起来“冒汗”。知识点三、二氧化碳对生活和环境的影响［学生活动］阅读教材P119“二氧化碳对生活和环境的影响”此部分内容，交流讨论：（1）二氧化碳有哪些用途？（2）什么是“温室效应”？是什么原因造成的？有什么后果？（3）为了防止“温室效应”的增强，应该采取哪些措施？（4）如何传播“低碳”理念?［小结］（1）二氧化碳的用途：①灭火②化工产品的原料③作制冷剂(干冰)④光合作用原料⑤温室气体肥料。特别注意：由于二氧化化碳与澄清石灰水反应现象明显，因此常用澄清石灰水检验二氧化碳。20 （2）温室效应：大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作温室效应。正是因为有了温室效应，地球表层温度才能适合人类生存。能产生温室效应的气体除了二氧化碳，还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等。造成原因：一方面，随着工业的高速发展和人们生活水平的不断提高，人类消耗的化石燃料急剧增加，排入大气中的二氧化碳越来越多；另一方面，能够吸收二氧化碳的森林却因为人类的乱砍滥伐和天灾等因素不断减少，结果大气中二氧化碳的含量不断上升，导致温室效应增强，全球变暖。危害：全球变暖已使人类的生存环境遭受严重的威胁。例如:导致两极的冰川融化，使海平面升高，可能淹没部分沿海城市；使土地沙漠化，造成农业减产；使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大，导致旱涝灾害加剧；影响自然生态系统，改变生物多样性；等等。（3）应该采取的措施：减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源；促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的生产效率和使用效率；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存二氧化碳；等等。（4）为应对全球变暖这一重大挑战，实现人类社会可持续发展，国际社会倡导采取低碳行动，控制大气中二氧化碳的含量，防止温室效应进一步增强。法在这一行动中，我国明确提出了减排目标：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。【板书设计】课题3二氧化碳和一氧化碳第1课时二氧化碳1.CO2的物理性质（1）CO2通常为无色无味的气体；（2）密度比空气大；（3）能溶于水；（4）干冰(固体CO2)易升华。2.CO2的化学性质（1）一般情况下，不能燃烧，也不支持燃烧。（2）不能供给呼吸。（3）与水反应：H2O+CO2H2CO3；H2CO3不稳定：H2CO3H2O＋CO2↑。（4）与Ca(OH)2反应：CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O(根据这一性质来检验CO2)。3.二氧化碳的用途：（1）灭火（2）化工产品的原料（3）作制冷剂(干冰)（4）光合作用的原料（5）温室气体肥料。4.减少温室效应对环境的影响，倡导“低碳”生活【课堂小结】本节课我们探究了二氧化碳的性质，并能用有关性质解决实际问题，又分析了二氧化碳的功与过，了解了温室效应及防止温室效应增强应采取的措施。【疑难解答】例下列二氧化碳的用途与性质对应不正确的是()A.二氧化碳能灭火，是因为它不能燃烧，不支持燃烧，密度比空气大B.干冰能作制冷剂因为干冰升华能吸收大量的热C.二氧化碳能够制汽水，是因为二氧化碳不能燃烧D.二氧化碳能作温室肥料，是因为二氧化碳是光合作用的原料[解析]二氧化碳能够制汽水，是利用了其能溶于水，又能与水反应的性质。[答案]C【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。第2课时一氧化碳【素养目标】1.了解一氧化碳的物理性质。2.了解一氧化碳的毒性和预防方法。20 3.通过化学实验及相关分析，理解一氧化碳的可燃性和还原性。4.通过对一氧化碳毒性的认识，形成解决实际问题的能力5.通过实验探究，提高实验分析能力和设计实验能力。6.感受化学在科技生产和生活中的应用。7.认识事物的两面性，树立辩证唯物主义观点。【教学重点】一氧化碳的毒性、可燃性、还原性。【教学难点】一氧化碳还原氧化铜实验。【教具准备】多媒体课件、一氧化碳、试管、水槽、石蕊溶液、澄清石灰水。【课前预习】1.CO是一种无色无味的气体，其密度比空气略小，难溶于水。2.一氧化碳的化学性质：（1）可燃性，反应的化学方程式为2CO+O2点燃2CO2；（2）还原性（以CuO为例），反应的化学方程式为CuO+CO△Cu+CO2。3.一氧化碳的毒性：煤气中毒即CO中毒，原因是CO很容易与血液里的血红蛋白相结合，使血红蛋白不能再与O2结合，从而造成人体缺氧。【教学过程】一、新课导入碳元素有+2和+4价，所以碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳两种。前面我们已经学过二氧化碳的性质，今天开始学习有关一氧化碳的知识。知识点一、一氧化碳的性质1.一氧化碳的物理性质［思考］同学们一定听说过煤气中毒的事例，煤气中毒实际就是指一氧化碳中毒。它有没有颜色？有没有气味？能否溶于水？［观察］展示盛满一氧化碳气体的集气瓶，观察气体的颜色和状态。［实验探究］(1)把两支分别盛满一氧化碳和二氧化碳的试管倒置在水槽中，让学生观察水面是否上升。（2）用拇指按住盛一氧化碳的试管口，从水槽中取出试管，松开手指让一位学生闻气体气味（提示用正确的操作方法闻气味）。(3)按(2)同样操作从水槽中取出另一试管，滴入2滴～3滴石蕊溶液。［分析］把两支盛满气体的试管倒置在水槽中。如果气体能溶于水，试管内的气压减小，大气压会把水压入管内，引起液面上升。如果气体不溶于水，液面不会有变化。［结论］一氧化碳不溶于水，无气味。二氧化碳能溶于水。二氧化碳溶于水后，跟水反应生成碳酸，使石蕊溶液变红。［讲解］因为一氧化碳无气味，所以一旦发生煤气中毒不易察觉。由此说明，平时闻到的煤气味并不是一氧化碳的气味。［总结］一氧化碳的物理性质。［提问］根据一氧化碳的物理性质，我们在实验室应怎样收集它呢？［回答］排水集气法。［思考］用向下排空气法行不行？［回答］不行，因为一氧化碳密度跟空气接近，且一氧化碳无色无味，无法知道气体是否集满，而且一氧化碳有毒，长时间收集会使实验者中毒。2.一氧化碳的化学性质（1）可燃性［思考］CO与CO2在分子组成上相差一个氧原子，物理性质略有差异，它知识回顾：不要把鼻孔凑到容器口去闻药品（特别是气体）的气味。闻气体气味的方法：用手轻轻地在容器口扇动，使极少量的气体飘入鼻孔。20 们的化学性质是否不同？［注意］一氧化碳在与空气(或氧气)混合时，遇明火可能发生爆炸，所以点燃前必须检验它的纯度。［讨论］煤炉中可能发生的反应。［回答］上方：2CO+O2点燃2CO2中部：C+CO2点燃2CO下方：C+O2点燃CO2（2）毒性［演示实验］一氧化碳的毒性实验［学生活动］阅读教材P142交流、讨论：①煤气中毒的生理过程是怎样的？②在什么条件下容易发生煤气中毒？用煤火取暖时，怎样预防煤气中毒？③有人用煤火取暖，又担心煤气中毒，临睡前在煤炉上和地上放两大盆冷水，这样做能预防煤气中毒吗？［分析］①之所以引起煤气中毒，是因为一氧化碳被人吸入肺中跟血液里血红蛋白结合。由于CO结合血红蛋白的能力比氧气大，一旦一氧化碳跟人体血液中血红蛋白结合，就会造成人体缺氧，严重时会危及生命。所以需特别注意一氧化碳有剧毒。②火炉通风不良，氧气供给不足；当炉火快熄灭或刚加煤时，火炉里中下层煤炭燃烧产生的二氧化碳向上通过灼热煤炭会产生较多一氧化碳。因此，冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风，防止一氧化碳中毒。③不能。因为一氧化碳难溶于水，也不与水发生化学反应。［讨论］煤气厂为什么常在家用煤气(主要成分是一氧化碳)中掺入微量具有难闻气味的气体？如发生煤气泄漏，应该怎么办？［分析］因为一氧化碳是无色无味的气体，而一氧化碳有剧毒，所以有必要加入微量具有难闻气味的气体来提醒人们煤气泄漏。如果发生煤气泄漏，应该立即关闭煤气阀门并开窗通风。此时千万不能开灯检查泄漏源，因为开灯时会产生电火花引爆煤气。如有人中毒，轻微中毒者应立即撤离中毒环境，呼吸大量新鲜空气或吸氧气，病情严重者，进行人工呼吸并急送医院治疗。【特别提醒】CO与H2均为可燃性气体，点燃之前需验纯。【归纳总结】CO2与CO都会使人和动物死亡，但两者的原理不同。二氧化碳无毒，空气中二氧化碳含量增多，人和动物因窒息而死亡；而一氧化碳有毒，能与人体血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去输氧能力，造成生物机体缺氧，以致危及生命。（3）还原性［演示实验］教师用多媒体课件演示一氧化碳还原氧化铜实验，学生认真观察现象、思考。［学生活动］观察黑色氧化铜的变化和澄清石灰水的变化，根据实验现象，判断有什么物质生成？写出化学方程式。［归纳小结］①实验步骤：在玻璃管中放入CuO，先通入纯净的CO以排尽玻璃管中的空气，再加热。实验完后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却。②实验现象：黑色粉末变成光亮的红色，澄清的石灰水变浑浊。③化学方程式：CO+CuO△Cu+CO2［分析］一氧化碳在反应中夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。说明一氧化碳具有还原性，是这个反应的还原剂，这与碳单质的化学性质相似。从得氧、失氧的角度分析：氧化铜失氧，被还原(成铜),发生还原反应；氧化铜是氧化剂——具有氧化性。CO得到氧，被氧化(成CO2),发生氧化反应；CO是还原剂——具有还原性。［交流讨论］①实验时，要注意尾气中一氧化碳的处理和综合利用，为什么不能直接排入空气？（一氧化碳有毒）②应该怎样处理尾气中的一氧化碳，防止对空气的污染？（可以用气球20 收集或直接点燃尾气，使其燃烧。）③前面我们已学过木炭还原氧化铜的实验装置。这套装置是否适用于一氧化碳还原氧化铜呢？为什么？（投影木炭还原氧化铜的实验装置图，学生讨论后回答：用碳还原氧化铜的装置不行，因为不能把一氧化碳气体先装在试管里跟氧化铜反应。）④在用一氧化碳还原氧化铜实验中，我们必须注意“两先两后”，即“先通气后点燃，先熄灯后停气”。请叙述理由。（学生讨论回答：先通入一氧化碳，赶出试管内空气，避免一氧化碳跟管内的空气混合，受热而引起爆炸。停止反应后，先熄灭酒精灯，仍继续通一氧化碳，防止灼热的铜遇到进入管内空气发生氧化反应又生成氧化铜或石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。）注意事项：①CO有毒，会污染空气，所以要对尾气进行点燃或用气球收集处理；②CO是“早出晚归”，酒精灯是“迟到早退”；前者颠倒会爆炸，后者颠倒会氧化。知识点二、一氧化碳的用途［提问］物质的性质决定物质的用途。根据一氧化碳的化学性质讨论分析它有什么用途，并分别说明这些用途利用了一氧化碳的哪些化学性质。［回答］（1）作气体燃料（可燃性）（2）冶炼金属（还原性）［分析］工业上利用一氧化碳的还原性，在炼铁厂把铁矿石还原成铁。一氧化碳跟氧化铁反应的化学方程式：Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2【板书设计】课题3二氧化碳和一氧化碳第2课时一氧化碳1.CO的物理性质（1）无色无味的气体（2）难溶于水（3）密度比空气略小2.CO的化学性质（1）可燃性：2CO+O2点燃2CO2（2）毒性：易与人体血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧（3）还原性：CO+CuO△Cu+CO23.CO的用途（1）作气体燃料（可燃性）（2）冶炼金属（还原性）【课堂小结】本节课主要学习了一氧化碳的三大性质：可燃性、毒性、还原性。通过本节学习，我们了解一氧化碳的各种性质，它既能危害人类，又能造福人类。我们只有掌握物质的性质，才能合理利用资源，防止污染，保护环境。【疑难解答】例1如果要除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳，应该采用的方法是()A.把混合气体点燃B.把混合气体通过澄清的石灰水C.将混合气体通过灼热的氧化铜D.把混合气体从一个容器倾倒到另一个容器中[解析]CO和CO2混合气体不可能点燃，将混合气体通过灼热的氧化铜，CO会被除去，故A、C不正确；将混合气体从一个容器倾倒到另一个容器中，虽然CO2的密度比CO的大，但CO会散逸到空气中，造成大气污染，故不正确；将混合气体通入澄清的石灰水中，只有CO2会与石灰水反应，符合题意。[答案]B20 例2下列关于鉴别一氧化碳和二氧化碳的四种方法，正确的是()①分别通入澄清石灰水中；②分别通过灼热的氧化铜粉末；③分别通入水中；④观察颜色和闻气味A.①②③B.①②C.②③④D.②④方法点拨：除去CO2中混有的CO的方法是：将混合气体通过灼热的氧化铜，直接把CO转变为CO2。但不能用点燃的方法，因为大量的CO2中的CO不能被点燃，且回收较困难。方法点拨：鉴别是利用不同物质的性质，用化学方法或物理方法将它们加以区别开来的操作，例如鉴别CO和CO2，就可以利用二者性质的某一点不同加以区别：用澄清石灰水、紫色石蕊溶液、燃着的木条等方法都可以达到鉴别CO2与CO的目的。[解析]将两种气体分别通入水中，二氧化碳能和水反应，生成碳酸，一氧化碳不与水反应，但在实验现象上都是无明显变化，所以无法区别这两种气体；两种气体都是无色无味的气体，所以从颜色和气味上无法区分。[答案]B例3三氧化二碳（C2O3）是金星大气层的成分之一，化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法不正确的是（）A.C2O3具有还原性B.C2O3充分燃烧的产物是CO2C.C2O3属于金属氧化物D.C2O3中碳元素的质量分数约为33.3%[解析]根据题目信息：三氧化二碳（C2O3）的化学性质与一氧化碳相似。结合一氧化碳具有可燃性、还原性等化学性质，以及化合物中元素质量分数计算的相关知识。不难得出答案。CO具有还原性和可燃性，其完全燃烧的产物为CO2，因此A、B说法均正确。C2O3中没有金属元素，应该属于非金属氧化物，所以C错误。C2O3中碳元素的质量分数为×100%≈33.3%。[答案]C【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。课题3二氧化碳的实验室制取本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。教材首先给出了实验室中制取二氧化碳的化学反应原理，然后采用活动与探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置，这是本课题的教学重点和难点。教材首先给出了确定气体发生装置和收集装置的因素，然后让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度的大小比较和是否与水反应等方面来比较实验室中制取二氧化碳和氧气的异同。在此基础上，给出了一些仪器，由学生自己来组装制取二氧化碳的装置。最后，教材给出了制取二氧化碳的一种装置，并在“学完本课题你应该知道”中总结了实验室中制取气体的思路和方法。【素养目标】1.通过分析氧气的实验室制法，讨论实验室制取气体的一般设计思路。2.根据实验室内制取气体的一般设计思路进行二氧化碳制取的探究实验。3.通过探究实验初步掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作。4.了解二氧化碳的部分物理性质，学会收集、检验和验满二氧化碳的方法。5.使学生初步认识科学探究的意义和基本过程，能提出问题，进行探究活动。用科学的方法去推理、分析、解决实际问题。6.通过探究实验培养学生主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习模式。【教学重点】探究实验室制取二氧化碳的原理和实验装置，并利用设计装置制取二氧化碳。【教学难点】20 实验室制取二氧化碳装置的设计思路。【教具准备】[仪器]锥形瓶（或广口瓶、大试管）、长颈漏斗，带导管的双孔塞、集气瓶、玻璃片、导气管等。[试剂]石灰石（或大理石）、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸溶液。[教具]多媒体电脑平台和PPT课件。【课前预习】1.实验室制取CO2常选用石灰石或大理石和稀盐酸，其反应原理是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。2.发生装置的确定取决于反应物的状态和反应条件；CO2气体只能用向上排空气法收集，是因为二氧化碳能溶于水且密度比空气大。3.CO2的检验与验满：检验CO2气体通常用澄清的石灰水，验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口。【教学过程】一、新课导入［设问］在课题1中我们学过碳在氧气中充分燃烧、高温下碳还原氧化铜都可以生成二氧化碳，在实验室里制取二氧化碳是否可以利用这些反应呢？下面我们就来探究一下实验室制取二氧化碳的方法。知识点一实验室制取二氧化碳的反应原理［教师活动］提供学生实验探究的参考信息：碳酸钠粉末（Na2CO3）或大理石或石灰石（主要成分都是CaCO3）等碳酸盐均能跟稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等酸发生反应生成二氧化碳。［学生活动］实验探究一：探究实验室制取二氧化碳的理想原料。（重点比较反应速率快慢）可供选的[试剂]（1）碳酸钠粉末（Na2CO3）；（2）石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）反应；(3)碳酸钙粉末（CaCO3）；(4)稀盐酸(有效成分HCl)；(5)稀硫酸(有效成分H2SO4)。可供选的[仪器]试管、药匙、胶头滴管。［教师活动］（1）指导学生实验探究中的仪器操作、试剂取用并观察现象；（2）共同分析总结：根据提供试剂可做如下实验：[课外拓展]工业上，通过高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳。CaCO3高温CaO+CO2↑。①酸钠粉末（Na2CO3）和稀盐酸(有效成分HCl)②酸钠粉末（Na2CO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)③灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀盐酸(有效成分HCl)④灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)⑤酸钙粉末（CaCO3）和稀盐酸(有效成分HCl)⑥碳酸钙粉末（CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)（3）现象总结分析：实验中，他们观察发现：实验①②⑤迅速反应，生成大量气体，碳酸钠粉末很快消耗完毕；实验④⑥刚开始冒出了少量气泡，但很快气泡越来越少，试剂有剩余但反应停止；实验③迅速反应，生成较多的气体，反应持续时间较长。［结论］在实验室里常常用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应来制取二氧化碳：CaCO3+2HClCaCl2＋CO2↑十H2O知识点二、实验室制取二氧化碳的装置1.二氧化碳的性质信息（从生活经验和已有事实推测）①在标准状况下，二氧化碳的密度是1.977g/L，比空气的密度___（空气是__）。②把燃着的木条插入盛二氧化碳的集气瓶中，木条_____，说明_____。③打开汽水瓶盖可以看到_____，这说明二氧化碳溶于水_____（“能”或“不能”）且二氧化碳能与水反应。20 ④人向澄清石灰水中吹气，看到的现象________，说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙［Ca(OH)2］反应。2.发生装置和收集装置［提问］如何确定实验室制取二氧化碳的装置？［教师活动］结合教材及上述提供信息，讲解实验室制取气体的装置选择依据。确定气体发生装置依据：从实验室制取气体的原理出发，根据反应物的状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)、反应条件(如是否规律总结：（1）不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的CaSO4，会覆盖在大理石表面，阻碍反应继续进行；（2）不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发，会使生成的气体中混有较多氯化氢气体而不纯；（3）不用纯CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石），因为它们与稀盐酸反应速率太快，很难控制，且成本较高。方法总结：判断一种气体的密度比空气大还是小的方法是：空气的平均相对分子质量约为29，如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气的大；如果某气体的相对分子质量小于29，则这种气体的密度比空气的小。需要加热、使用催化剂等)来确定气体发生装置。［讨论］比较实验室制取氧气和二氧化碳的反应物的状态和反应条件。［小结］实验室制取CO2的发生装置与过氧化氢分解制取O2的相似。装置装置特点简易装置，可用于制取少量气体便于添加液体便于添加液体，能控制反应速率可通过开关弹簧夹控制反应的发生与停止［讲解］确定气体收集装置的依据。根据气体的性质选择气体收集方法（排空气法或排水法）确定气体收装置。［讨论］比较实验室制取氧气和二氧化碳的性质。气体气体的密度与空气的比较是否溶于水，是否与水反应二氧化碳大溶于水，与水反应氧气略大不易溶于水，不与水反应［讲解］实验室气体收集方法a.排水集气法：适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净；当有气泡从水槽中冒出时，表明气体收集已满(如图甲）。重点提示：若制取的气体有毒，在收集该气体时，还应采取措施防止该气体逸散到空气中，故对多余的气体要进行尾气处理，避免其对空气造成污染。【思想方法】知识迁移法选择未学过的气体的制取装置，就要根据实验室中制取气体的一般思路和方法进行知识的迁移。首先要熟悉固体加热型和固液不加热型两种气体的发生装置，知道根据气体的密度和溶解性来选择收集装置，再根据陌生气体的制取原理和性质，与上面的知识对照迁移，找出共同点，再选择仪器的组合。b.向上排空气集气法：适用于相同状况下，密度比空气大且不与空气中成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。同时，应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片，以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差；需要验满(如图4所示)。c.向下排空气集气法：适用于相同状况下，密度比空气小且不与空气中成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差；需要验满(如图5所示)。［小结］实验室制取二氧化碳可选用向上排空气法收集。［学生活动］设计实验室制取二氧化碳的装置［展示］各小组依次出示完成的装置设计图。装置一：装置二：20 ［评价］装置一：装置简单，适用于少量气体制取。装置二：优点便于添加试剂。［学生活动］各小组按照自己的设计，选择仪器，按照正确的实验步骤自行组装并进行实验，并收集一瓶二氧化碳。［总结］（1）实验步骤：①连接仪器并检查装置的气密性；②装人石灰石(或大理石)，塞紧橡胶塞；③把反应装置固定好；④向长颈漏斗中加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口；⑤收集气体；⑥检验气体是否收集满。方法点拨：①制取二氧化碳时，长颈漏斗的下端必须伸到液面以下是为了防止产生的CO2气体从长颈漏斗中逸出。②收集二氧化碳时，因为二氧化碳气体的密度比空气的大，为了把集气瓶内的空气排尽，使收集的二氧化碳比较纯净，所以把导气管通到集气瓶的底部。［讨论］怎样检验生成的气体是二氧化碳？如何检验集气瓶中的二氧化碳已收集满了？［答］检验方法：将产生的气体通入澄清的石灰水中，如果变浑浊，则证明是二氧化碳。验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条立即熄灭，则证明已收集满了。［讲解］实验室制取气体的一般思路：①确定制取气体的化学反应原理（在实验室条件下如常温、加热、使用催化剂等，选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体。）②设计制取气体的实验装置（根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；根据气体的性质如密度、是否溶于水、是否与水反应等，确定气体收集装置。）③验证得到的气体就是所要制取的气体（根据气体的性质如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等进行验证。）【板书设计】课题3二氧化碳制取的实验室制取1.实验室制取二氧化碳反应原理：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O发生装置：固液常温型气体收集装置：向上排空气法装置操作步骤：检查气密性→加试剂（先固后液）→连接装置→收集2.二氧化的检验与验满检验：通入澄清的石灰水中，如果变浑浊，则证明是二氧化碳。验满：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条立即熄灭，则证明已集满。2.实验室制取气体的一般思路①确定制取气体的化学反应原理②设计制取气体的实验装置：根据反应物的状态和反应条件确定③验证得到的气体就是所要制取的气体：根据气体的性质【课堂小结】本节课主要学习了实验室中制取二氧化碳的反应原理和实验装置，并了解了实验室制取气体实验的一般思路，包括也学会了二氧化碳检验与验满操作。【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。跨学科实践活动5基于碳中和理念设计低碳行动方案本课题主要包含“聚焦核心物质”“测定不同环境中二氧化碳的含量”“自然界中的碳循环”和“设计低碳行动方案”四部分内容。【素养目标】1.基于碳中和理念，结合生物学、地理、物理等课程的学习，从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行动原理。2.设计并评价低碳行动方案，从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。20 【教学重点】低碳行动、碳达峰和碳中和等概念。【教学难点】二氧化碳的排放与吸收途径及相关原理。【教具准备】多媒体工具、二氧化碳浓度检测仪、碳循环示意图等资料。【课前预习】1.“碳达峰”“碳中和”中的碳指的是二氧化碳。2.低碳行动的设计原理：减少二氧化碳的排放与增加二氧化碳的吸收。【教学过程】一、新课导入为应对全球变暖这一重大环境问题，2020年，我国提出碳达峰、碳中和的战略目标。为了实现这个目标，我们都应该加人低碳行动的行列。那么，哪些行动是符合碳中和理念的低碳行动呢?二、进行新课任务一了解相关概念，聚焦核心物质［讲解］要理解碳中和理念，必须要了解三个关键词“低碳行动”“碳达峰”和“碳中和”。1.碳中和：一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。2.碳达峰：在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步回落。3.低碳行动：应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。［提问］请结合我们学习的二氧化碳的性质等思考，低碳行动有什么意义呢？［答］保障人体健康，提升生活质量；保护环境和气候，维护自然生态系统和生物多样性；节约资源，促进社会可持续发展等。［追问］生活中，我们有哪些可以实现低碳行动的做法呢？［答］减少能源消耗，步行骑自行车或乘坐公共交通工具代替开车出行，节约用水，减少食物浪费等。［小结］“碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳，为维持人类生活与生态平衡，控制二氧化碳的排放与吸收具有重大意义。我国已向世界承诺力争于2030年前实现“碳达峰”，努力争取2060年前实现“碳中和”，体现了大国的责任与担当。任务二测定不同环境中二氧化碳的含量［布置任务］分小组收集不同环境中二氧化碳的含量。［学生活动］收集教室里的空气和花园里的空气各一瓶：将两个相同体积的集气瓶装满水，盖上玻璃片，分别带到教室和花园里，将水倒掉，然后用橡胶塞塞紧瓶口。［讲解］利用排水法可以收集任何地方的空气样品。［演示］教师讲解二氧化碳浓度仪的作用和结构等知识，并演示其使用方法。［学生活动］利用二氧化碳浓度检测仪检测两瓶中二氧化碳的含量。［提问］教室里和花园里的空气中二氧化碳的含量相同吗？［答］不同。教室里的空气中二氧化碳含量高。［追问］为什么会产生这样的结果呢？［答］因为教室里人口密集，人类的呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳，导致室内空气中二氧化碳的含量升高。［小结］人类活动会增加空气中二氧化碳的含量。任务三梳理自然界中的碳循环［展示］教师多媒体展示二氧化碳在自然界中的转化关系图。［讨论］阅读上图中二氧化碳在自然界中的转化过程，试分析属于二氧化碳排放途径的有哪些？属于二氧化碳吸收的途径有哪些？［答］二氧化碳的排放途径有：燃料燃烧，碳酸分解，动植物呼吸。二氧化碳的吸收途径有：绿色植物光合作用，海水吸收，化学吸收。20 ［小结］涉及反应的化学方程式二氧化碳的排放燃料燃烧C+O2点燃CO2碳酸分解H2CO3==CO2↑+H2O动植物呼吸二氧化碳的吸收海水吸收CO2+H2O==H2CO3化学吸收Ca(OH)2+CO2==CaCO3+H2O［讲解］人工吸收二氧化碳的过程包含二氧化碳的捕集、利用与封存，指将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存，而不是释放到大气中。二氧化碳的捕集可以采用化学吸收法，利用碱性吸收剂与二氧化碳反应生成不稳定的物质，该物质在一定条件下可逆向分解重新释放二氧化碳，从而实现二氧化碳的捕集和利用。二氧化碳的封存主要是将捕集到的二氧化碳封存于地层深处或海底。［提问］结合前面对二氧化碳的学习，思考人工捕集二氧化碳可以利用哪些试剂或反应原理呢？［答］可以利用氢氧化钙、氢氧化钠等试剂进行吸收，也可以利用催化剂将二氧化碳转化为甲醇疯物质进行再利用。［小结］［讲解］自然界中绿色植物的光合作用是二氧化碳最主要的吸收途径，所以大家一定要爱护绿植。任务四设计低碳行动方案［提问］设计低碳行动的目的是什么呢？［答］减缓空气中二氧化碳含量的增加或降低二氧化碳的含量。［讲解］所以低碳行动就是在日常生活，工作学习中要选择能减少向空气中排放二氧化碳的行动方式，或者进行一些可以加强吸收大气中的二氧化碳的活动。［小结］低碳途径具体措施减少排放使用清洁能源，使用节能家电；出行乘坐公共交通工具，短途出行尽量步行或骑自行车等增加吸收植树、种草,保护绿地;禁止乱砍滥伐等［布置任务］参观当地相关展览，就低碳行动与工作人员交流，制作低碳行动方案。【课堂小结】通过“了解相关概念”的学习，学生对“碳中和”“碳达峰”等概念有了一定的认识，明白了低碳行动的意义。通过“测定不同环境中的二氧化碳的含量”活动，学生明白了空气中二氧化碳的含量会受到人类活动的影响，要减少空气中的二氧化碳含量，也必须从人类的活动出发进行。“梳理自然界中的碳循环”可以帮助学理解设计低碳行动原理，进而学会分析方案的可行性。最后通过方案设计与交流完善，帮助学生形成体系的低碳行动的要落实在日常行为中的意识。【布置作业】制作低碳行动方案设计展板，并在学校或社区开展宣传活动。实验活动3二氧化碳的实验室制取与性质本实验是对前面学习的二氧化碳的制取，二氧化碳性质的验证的巩固，在整个初中化学学习的实验中，本实验所占的地位十分重要。它既能帮助学生掌握在实验室制取某种气体时药品的选择、装置的设计、收集方法等思路和方法，又加强了学生对二氧化碳性质的认识，锻炼了学生的实验操作能力，在课堂教学中体现了以学生为主体，让学生真正参与到教学过程中来。【教学目标】[知识目标]1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体，培养学生的动手能力。2.加深对二氧化碳性质的认识。能力目标让学生通过实验、讨论、阅读、实验方案等探究式学习，从“发现问题——20 提出假设——设计实验——分析解释收集到的信息——得出结论”整个参与过程中，充分让学生认识体会过程性的学习，使学生逐渐形成科学的学习方法。【素养目标】1.通过探究活动，培养学生求实、创新、严谨、合作的科学品质，集体协作的团队精神。2.继续提高学生学习化学的好奇心和探究的欲望，激发和发展学生学习化学的兴趣。【教学重点】二氧化碳的制取及二氧化碳的性质。【教学难点】二氧化碳制取时的注意事项。【教具准备】烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶头滴管、乳胶管、单孔、双孔橡胶塞各一个、铁架台（带铁夹）、试管夹、玻璃片、石灰石（或大理石）、稀盐酸、澄清石灰水、石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水、火柴等。【课前预习】1.实验室制取CO2常选用石灰石或大理石和稀盐酸，其反应原理是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。2.制取步骤：（1）连接装置并检查气密性；（2）装药品（先装大理石再倒稀盐酸）；（3）固定装置：把试管固定在铁架台上；（4）收集气体：用向上排空气法收集气体；（5）验满：用一根燃着的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；（6）撤装置。【教学过程】一、新课导入前面几节课中我们学习了二氧化碳的制取与二氧化碳的性质，请同学们回忆一下，实验室制取二氧化碳的实验用品是什么，实验原理是什么？教师请同学回答并板演。知识点一、制取二氧化碳（1）实验原理：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。（2）实验装置：如图1所示（或如图2所示）：①发生装置：由于该反应是用块状的大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，且不需要加热，其发生装置应选用“固液不加热型”。②收集装置：CO2能溶于水，且部分与水反应生成碳酸，故不能用排水法收集。因为CO2的密度比空气的密度大，故可用向上排空气法收集。（3）实验步骤：（简记为“查、装、液、塞、收、验”）①连接仪器，检查装置气密性。a.常用方法：如图3所示，组装好仪器后，先把导气管的一端浸入水里，然后用手掌紧贴容器外壁，如果导气管口有气泡冒出，或者松开手，导气管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱，则表明装置气密性良好。夏季气温较高时，可用酒精灯对容器微热。课堂拓展：实验室里常用NaOH溶液吸收二氧化碳，其反应为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O。NaOH易溶于水，能配制成浓度较大的溶液，所以用NaOH溶液吸收二氧化碳比用石灰水要合适些。b.特殊方法：如图4所示，从长颈漏斗中加水，直至将长颈漏斗的下端封闭，然后可以按常规方法检查；或将导管外端胶皮管用弹簧夹夹住，然后向长颈漏斗中加水到一定程度后，如果长颈漏斗中液面下降，则说明气密性不好，如果长颈漏斗中液面不下降，则说明气密性良好。②装入块状大理石（或石灰石）。③向试管中加入稀盐酸。④用带有导管的橡胶塞塞紧试管，导管的另一端伸入集气瓶底部并将反应装置固定好。⑤用向上排空气法收集气体。⑥将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条火焰熄灭，证明气体已集满。知识点二、二氧化碳的性质（1）把一支短蜡烛固定在烧杯内，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯内缓慢倾倒二氧化碳，如图所示，观察到燃着的蜡烛熄灭。20 （2）向两支试管中分别加入2mL蒸馏水，然后各滴入1~2滴石蕊溶液，观察到试管中的溶液为紫色。将其中一支试管静置，向另一支试管中通入二氧化碳，观察现象，并与静置的试管中溶液的颜色进行对比，发现溶液逐渐变成红色。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察到溶液又由红色逐渐变成紫色。【特别提醒】碳酸具有不稳定性，只能存在于常温下的稀溶液中，加热或长期放置会发生反应：H2CO3△H2O+CO2。因此，加热通入二氧化碳的红色石蕊试液又会变成紫色。（3）另取一支试管，向其中注入少量澄清石灰水，然后通入二氧化碳，观察到澄清石灰水变浑浊。（4）还可利用如图所示装置，向烧杯内倾倒二氧化碳气体，来验证二氧化碳的密度大于空气。【板书设计】实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质1.制取二氧化碳（1）实验原理：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑（2）发生装置：固液不加热型（3）收集装置：向上排空气法（4）实验步骤：查、装、液、塞、收、验（5）验满：将燃着的木条放在集气瓶口，看其是否熄灭2.二氧化碳的性质CO2+H2OH2CO3Ca（OH）2+CO2CaCO3↓+H2O【课堂小结】今天我们学习了二氧化碳的实验室制法，同时也用实验验证了二氧化碳的性质，二氧化碳不能燃烧，一般也不支持燃烧；二氧化碳能溶于水，且能与水发生反应，生成可使紫色石蕊溶液变红的碳酸：CO2+H2OH2CO3;二氧化碳能与澄清石灰水反应，生成白色沉淀，使澄清石灰水变浑浊,化学反应方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。【布置作业】完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。20