化学人教版九年级上册金刚石、石墨和C60.doc

第六单元课题1金刚石、石墨和C60(第一课时)教学设计n 教学目标：1、 知识与技能（1） 了解金刚石和石墨的物理性质和用途以及C60等新型碳单质的结构和用途；（2） 通过对金刚石、石墨和C60的学习，知道同一种元素也可以组成不同的物质；2、 过程与方法（1） 学会分析、归纳演示的实验或展示的资料，获取客观事实；（2） 通过小组讨论，学会设计较为简单的实验方案，并写出规范的实验报告；（3） 通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。3、 情感态度与价值观（1） 以发展的观点看待碳的单质，感受并赞赏人类运用科学改造自然的成就；（2） 树立物质性质决定用途的观点。n 教学过程：【课题引入】设置情景师：同学们，我这里有一块玻璃（展示手中的玻璃片）前几天，有位同学来跟我说，“老师，我想在玻璃上刻一些字做玻璃工艺品”，然后他就拿出一把这样的小刀问我，“老师，这把小刀可不可以在玻璃上刻出字或者画来呢？”（展示手中的铁制小刀）生：可以（不可以）！【推进新课】1、金刚石学生实验分别用铁制小刀和玻璃刀刻划玻璃片师：有些同学说“可以”，有些同学说“不可以”，好，那么现在就请同学上来试试这把小刀到底可不可以在玻璃上刻出字来！（请学生上来进行演示实验）师：好，请你展示给同学们看一下，玻璃上有没有划痕？你自己也摸一下，有没有感觉到玻璃上有被划过的痕迹？生：（玻璃）什么事都没有！师：（继续向学生展示玻璃）嗯，也就是说现在玻璃上并没有留下任何的痕迹。好，现在老师给你另外一把小刀（递给学生一把玻璃刀，并教他如何使用），你再重新试一下在玻璃上刻画，看一下结果会怎么样？生：(在玻璃上刻画，玻璃上马上出现了一道划痕)展示：被划出划痕的玻璃片师：好，大家看一下玻璃上出现划痕了吗？嗯，大家都听到了玻璃被划过的声音了，我们再来仔细听一下。（再次用玻璃刀划过玻璃，发出“吱吱”的声音），同学们再看一下，玻璃被划出了一道痕迹。（再次展示玻璃片给学生看）好，那到底这两把小刀有什么不一样呢？（同时展示两把小刀），这把小刀到底是什么刀呢？生：金刚石！播放视频：介绍金刚石镶嵌在玻璃刀头上切割玻璃的用途师：呵呵，这把刀叫做玻璃刀！我们现在就来看一下，玻璃刀有怎样的用途。（播放玻璃刀切割玻璃的视频片段）分析：玻璃刀能割开玻璃的原因，引出金刚石质地硬的性质师：足见玻璃刀的威力有多厉害！那么现在我们就来看一下，到底玻璃刀为什么如此厉害。刚才这把小刀是什么做的？（展示第一把小刀）生：铁！（齐声答道）师：嗯！没错！而另一把小刀的刀头上镶嵌了一小块金刚石，它的威力原来就是来自于它的刀头。从刚才看到的这个实验，大家说，铁跟金刚石，谁比谁更硬？生：金刚石比铁硬！师：对的，我们可以发现，金刚石比铁更硬，我们现在就来认识一下这种自然界中最硬的物质金刚石（板书：金刚石）。金刚石是天然存在最硬的物质，请大家在书本104页把这句话划起来。图片展示:介绍金刚石的其它物理性质师：接下来，我们观察一下金刚石的这幅图片，它的颜色是生：无色透明的。师：而且它是一种正八面体状的固体。（板书：硬度大、无色透明）金刚石除了这两个物理性质以外，还有一个性质就是几乎不导电。（板书：几乎不导电）那么现在，我们就来看一下金刚石有那些用途。图片展示:金刚石的各种用途师：金刚石可以被镶嵌在玻璃刀的刀头上切割玻璃，还可以镶嵌在钻探机的钻头上进行钻探，相信大家也非常了解金刚石的另外一个用途就是做装饰品。钻石是正八面体的结构，经过打磨以后可以形成多大57个面，这就是钻石，它可以发出璀璨夺目的光辉。我们了解了金刚石的一些性质和用途了，那么大家知道它是由什么元素组成的吗？生：碳元素！思考一种元素能否组成不同的物质师：没错，金刚石是一种碳单质。好的，我们来看课本中提到的这样一个问题：同一种元素可以组成不同的物质吗？生：可以！过渡从金刚石过渡到石墨的介绍师：对，同一种元素的确可以组成不同的物质。研究表明，透明的金刚石、灰色的石墨都是由碳元素组成的单质。那么到底是什么原因导致同是碳元素组成的物质，在外形和性质上有着巨大的差异呢？经过这一节课的学习，我们将会找到当中的原因。2.石墨学生实验与石墨的一次亲密接触：体会石墨的深灰色、软、润滑性等物理性质师：石墨是另外一种碳单质。平时我们能在哪里看到石墨呢？（板书：石墨）生：铅笔铅笔芯师：现在就请大家拿出自己带回来的铅笔，观察一下铅笔芯的颜色是怎样的？好，请一位同学来回答一下。生：石墨是深灰色的固体。师：石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。（板书：深灰色）我们已经从外观上了解石墨，那么它还有哪些其它的性质呢？今天我们不妨与石墨来一个亲密的接触。请同学们将你带回来的铅笔中的芯拿出来，做第一步操作掰。生：（开始摁出铅笔中的铅笔芯，然后掰断）某生：一掰就断了。师：（拿出一根炭笔进行演示）这是一支含有石墨的炭笔，大家看一下，它很容易就被掰断了。那么说明它的硬度比较？生：小。师：也就是它质地比较？生：软。（板书：软）师：下一个步骤就是请拿出一张纸，用小刀削一些铅笔芯上的石墨粉末出来，用手指摸一下，有什么感觉？生：（按要求刮出石墨粉末在手中摸，感受它的滑腻感）师：同学们说一下，刮出来的石墨粉末摸起来有什么感觉？生：有粉末的感觉。师：那这种粉末给你的感觉是怎么样的呢？生：滑腻感。师：所以我们知道石墨摸起来有滑腻感，换句话说它有另外一个性质润滑性。（板书：润滑性）演示实验与石墨的一次亲密接触：体会石墨的导电性师：第三步，是用石墨来连接电路。这是老师用自己家里的一个小电筒改装的一个电路装置。（展示电路装置）首先，我们先来看看这个电路是否通的？（连接电路，灯泡发光）说明电路是通的，灯泡也能正常发光。有没有同学想试一下自己手上的那支铅笔芯能否通电呢？生：（很多同学在举手，拿出了自己的铅笔或者铅笔芯）师：（从学生提供的铅笔芯中，挑了一根考试用的2B活动铅笔芯连接入电路，电路中的灯泡发光了）灯泡亮了，说明这铅笔芯能导电，所以说明石墨有导电性。（板书：导电性）生：导电性（全体学生附和着）提问石墨的用途分别利用了它什么性质师：我们知道石墨有这些性质，当然我们就知道它有相应的一些用途了。（展示ppt图片）请同学们分析一下这些用途利用了石墨的哪些性质呢？首先第一个石墨可以做铅笔芯。请同学来回答一下！生：石墨可以用来做铅笔芯是因为石墨具有深灰色：第二个（电车的电刷）是利用了石墨的导电性；师：除了是利用它的导电性还有其它的性质吗？电刷需要在电线上滑动，那么？何湘莹：润滑性。师：那第三个用途（石墨电极）呢？生：导电性。思考石墨粉末在生活中的妙用师：很好。石墨电极大家也许平时没见过，老师这里有一根石墨电极，给大家看看。（展示石墨碳棒）好，在了解了金刚石、石墨的一些性质和用途以后，大家来看一下，生活上它们又能为我们解决什么问题呢？（展示问题：如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样能轻易打开它呢？）请同学请回答一下。生：（困惑状）师：你家的锁钥匙打不开，有试过怎样把它打开吗？黎政：用铅笔把它撬开。（疑惑状）不知道了。生:(大多沉默)师：好，那你先请坐。有哪位同学知道怎么做呢？你有没有这样的生活经验？生：用润滑剂。师：嗯，不错，那么我们刚才学过什么物质具有润滑作用呢？生：石墨。师：对的，那么家中哪里可以找到石墨呢？生：铅笔芯。师：对的，所以我们可以削一些铅笔芯然后放到锁芯里面，就能把锁轻易打开。归纳物质性质与用途的关系师：通过以上的这个例子，假如我们知道一种物质的性质，我们就可以发现它的什么呢？生：用途。师：我们可以把这样的一个规律描述成性质决定用途。（板书：）生：（附和着）性质决定用途。师：反过来，如果我们知道一种物质的用途，那么可不可以反推它的性质呢？吴俊文同学你来回答一下并举出例子。吴俊文：可以的。例如我们知道石墨之所以能做铅笔，是因为它具有深灰色和质地软的缘故。师：对的，所以说，物质的用途可以反映它的性质。（板书：）分析 物质性质与结构的关系师：到了这里，同学们也许会疑惑，为什么同是碳元素组成的物质，但物理性质有如此巨大的差异？原因就在于两者的内部结构上。我们首先来看一下，金刚石的结构（展示金刚石的结构模型），每一个黑色球代表一个碳原子，碳原子与碳原子相互结合，形成了紧密的网状结构，因此导致了金刚石有硬度大的物理性质。而石墨中（展示石墨的结构模型），大家请看一下，碳原子是如何排列的？（指引学生观察）石墨中的碳原子是一层一层地排列的，形成了层状的结构。我们再来看屏幕上石墨结构的图片，每一层的碳原子都是由虚线连接的，表示每层碳原子都可以相互地滑动，因此导致石墨有什么的性质呢？生：润滑性。师：对的，同时，还有自由电子能在这些碳原子层中间自由移动，所以石墨就具有导电性。好的，说了那么多，我们发现，金刚石与石墨之所以在性质上有那么巨大的差异，是因为什么呢？同学你来回答一下。生：是由于结构不同。师：换句话说，就是由于原子的排列方式不同而造成它们的性质不同。请同学们在书本104页将这句话划起来。因此，我们说，物质的结构与性质有怎样的关系？生：物质决定性质。(板书：）师：请同学们把这个关系继续补充完整。介绍 无定形碳师：石墨在自然界当中，是以木炭、活性炭、焦炭、炭黑等这几种形式存在，它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。我们把它们统称为“无定形碳”。根据书本对它们的组成的描述，它们应该属于纯净物还是混合物呢？生：混合物。师：木炭由木材在隔绝空气的条件下加强热制得的， 具有疏松多孔的结构，具有吸附能力，常用来吸附一些食品和工业产品里的色素，吸附有异味的物质。大家觉得木炭这个性质跟我们学习过的哪种物质比较相似？生：活性炭。分组讨论活性炭吸附实验方案设计师：对木炭跟活性炭一样，都能吸附一些色素和臭味。今天我们就来重点关注一下无定形碳当中的活性炭。第三单元我们已经讲过，活性炭具有吸附性，但是我们从来没有验证过。我们不妨设计一个实验来测试一下。这里有一个表格，大家再进行实验设计时要把实验的步骤、现象和结论写下来。好，现在请同学们分四人小组进行讨论。生：（分组讨论约1.5min）师：请第一小组来说一下你们的设计方案。第一小组：首先拿比较脏的水，就是那些有杂质或者有异味的水，里面装入活性炭，看一下它有没有吸收一些杂质、色素等等。师：也就是说，你要从多方面去检验活性炭的吸附性，既要看它能否吸附色素，对吧？生：嗯！师：第一小组这个想法已经有了基本的思路了，但是这样做要测量的东西会不会太多了呢？色素我们可以看颜色，但是臭味，有些人的鼻子比较灵，有些人的鼻子不太灵，那么要测量就比较麻烦了。生：是这样的。（点头状）师：那我们可以把关注点放在哪个因素上呢？生：色素吧。实验方案生成活性炭吸附红墨水中的色素师：所以，我们通过分析，可把注意力放在色素方面，通过测定色素来了解活性炭的吸附性。好，那请同学来讲一下活性炭吸附性实验的方法。生：先在水中放入一些色素，然后等它完全扩散以后再加入活性炭，然后看有没有被吸附。实验演示 活性炭吸附师：那我们先拿出一个烧杯（展示烧杯），然后滴入红墨水（滴入红墨水），然后再加入适量的水(加入水)，然后用玻璃棒搅拌均匀（搅拌均匀使其成为溶液）。师：接着加入一药匙活性炭（展示活性炭），大家看一下活性炭是什么颜色和状态的？生：黑色的，粉末状的。师：然后用玻璃棒搅拌。（用玻璃棒搅拌，杯中的液体全部变成了黑色）生：哇！全黑了！师：哇！杯中的液体全变黑了，怎么办啊？生：静置沉淀！师：有同学说静置沉淀，好，有没有更快更好的办法？生：过滤！师：对的，我们来尝试一下过滤的方法看看液体会怎么样。（拿出铁架台、漏斗等仪器）我们需要滤纸（拿出滤纸），大家还记得滤纸怎么折吗？生：记得！师（生）：对折，再对折！（师边说边折滤纸，然后滴一些水湿润滤纸，让滤纸紧贴漏斗壁）师：过滤的时候，要记住过滤的要点“一贴二低三靠”。（边讲边进行实验）有些同学开始紧张了，别着急，老师现在就拿下来给大家看，过滤后液体的颜色是怎么样的。（走下讲台，在课堂中走了一圈，让学生观察过滤后液体的颜色）生：哇！很干净！师：同学们看看这液体是什么颜色？某生：白色！师：这不是白色吧？某生：无色！师：这是无色透明的溶液！很多同学都惊叹于活性炭的神奇。现在我们就来回顾一下刚才实验的步骤：在盛有红墨水的烧杯中加入活性炭，搅拌，过滤。然后大家看到什么现象？张薇同学你刚才很惊叹它的神奇，那你来回答一下吧。张薇：红色溶液变成了无色透明的液体。师：那么，通过这个现象，能得出什么结论来呢？生：活性炭具有吸附性。师：非常好！请大家在书本105页，把实验6-1的实验现象与结论写下来。知识运用利用结构、性质、用途之间的关系分析活性炭的吸附性师：很多同学惊叹于活性炭的吸附性，实际上，它的吸附性比木炭还要强。我们刚才已经学习了物质的结构、性质、用途之间的关系，你能否根据这个关系，解释活性炭具有吸附性的原因呢？生：（思考状）师：也就是说，根据活性炭具有吸附性，你能推断它有怎样的结构呢？生：疏松多孔的结构。师：对的，这就是这个关系的具体应用。大家来看一下，活性炭可以应用在防毒面具的制作上（展示防毒面具的图片），滤毒罐中充满了活性炭，利用活性炭来吸附有毒的气体。介绍其它的无定形碳师：无定形碳除了木炭、活性炭，还有炭黑和焦炭。炭黑大家之前已经见到过的，我们在燃烧蜡烛时会看到有一缕黑烟，这缕黑烟实际上就是炭黑。炭黑和焦炭在工业上都有很广泛的用途。例如炭黑可以制造墨、油墨；焦炭可以冶炼金属。可见，无定形碳家族中的各个成员都非常的