金刚石石墨碳60教学设计

1、第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60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。 （2）认识碳单质的化学性质。 （3）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。 2、过程与方法 （1）通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式不同的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。 （2）培养学生对知识素材、实验现象进行分析、归纳的能力。 （3）让学生体验科学探究的过程和学习科学探究的基本方法，通过对实验的设计、评价、反思培养学生的创新意识。 3、情感态度与价值观 （1）以人类对碳单质的认识为例，引导学生形成“科学是发展的”观点，激发学生热爱科学的情感

2、。 （2）培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实、大胆实践的科学精神，使学生在感受化学世界奇妙与和谐的同时，培养学生的化学素养。 教学重点： 物质的结构、性质和用途之间的相互关系；碳与氧气及某些氧化物的反应 教学难点： 碳与某些氧化物的反应 教学方法： 讲授法、比较法、实验探究法 实验准备： 器 材：试管 铁架台 酒精灯 带导管的橡皮塞 导电装置 铅笔 针筒 烧杯空 玻璃刀 玻璃 白瓷小碟 小刀 药 品：木炭粉 氧化铜粉末 澄清石灰水 红墨水 蜡烛 教学过程： 情景设置 （板书）课题一 金刚石、石墨和C60 一 碳的单质 多媒体展示有关钻石的短片： 【引入】老师比较爱美哦，今天为了见大家特意带了

3、枚钻戒，大家都认识钻石吗？这种昂贵的装饰品是由金刚石琢磨而成的。干电池大家熟悉吧？里面的碳棒是由石墨制成的。另外，还有一种良好的超导材料，是在C60里嵌入某些金属制成的。金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质。这节课，我和同学们一起来学习它们的性质和用途。我们先走近金刚石。 实验探究一：体验硬度 对比实验：分别用削铅笔小刀和玻璃刀裁玻璃 （教师）玻璃刀的刀头上镶有金刚石，现在请两位同学分别用削铅笔的小刀和玻璃刀裁玻璃，（谁想来试试看） （板书）一 碳的单质 空空空 1.金刚石 （教师）做完了吗？你有什么发现？ （演示学生）小刀不能在玻璃上留下痕迹，玻璃刀很轻松就可以在玻璃上划出痕迹。（上位）

4、 （教师）我们来看一看（用手一折,玻璃就裁开了），哦，原来生活中的划玻璃就是这样的，从这个实验中大家感悟出了金刚石有什么样的性质？ （学生）硬度大。 （教师）通过实验，结合我们刚才观察到的钻石，我们来总结一下金刚石有哪些物理性质吧。 对应的主要用途 物理性质无色透明空 固体 硬度大 装饰品钻石划玻璃、钻头等 （教师）与璀璨夺目的金刚石相比，石墨就要暗淡许多了，那么石墨又有什么样的物理性质呢？ （板书）2.石墨 （教师）老师这儿有一根铅笔芯，它的主要成分是石墨，什么颜色？请一位同学上台来触摸一下，什么感觉？请你将它与电路相连，接通电源，又有什么现象，说明了什么？ （学生）滑腻，灯泡亮了，说明石墨

5、有导电性。 （教师）老师这儿还有一把旧锁，开试试，什么感觉？ （学生）不容易打开。 （教师）如果在锁内注油润滑，开锁后的钥匙上沾满油污，不便携带。大家有没有更好的办法？ （学生）我们可以加点铅笔芯粉试一试。 （学生）锁中加入铅笔芯粉，开锁，非常容易就打开了。（我们两合作真愉快） （教师）通过实验，结合我们观察到的石墨，说一说石墨又有哪些物理性质和用途呢。 物理性质 用途 石墨 深灰色、有金属光泽、 不透明的细磷片状固体；最软的矿物质之一 导电性，滑腻 1.铅笔芯 2.电极 3.润滑剂 （知识很丰富，总结很全面） （教师）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质存在差异？ 请大家仔细观

6、察金刚石、石墨的微观结构模型。 金刚石是碳原子呈正四面体空间网状结构，原子间结合紧密，石墨是碳原子呈平面层状结构，层与层之间作用力小，所以它们物理性质差异的原因是？ （学生）碳原子排列方式不同，结构不同。 （教师）结构、性质和用途间又有什么样的关系呢？ （学生）结构决定性质,性质决定用途, 反过来性质又体现结构，用途体现性质。 （教师）通过高科技手段，如果改变石墨中碳原子的排列方式，结果又会怎么样呢？请看 （教师）多媒体展示石墨转化为金刚石。噢，真神奇，廉价的石墨竟然转化成金刚石了。 （教师）你别看石墨其貌不扬，即使不转化成金刚石，石墨本身在高科技领域也有应用 课件展示：神七发射火箭的通风管也

7、是由耐高温的石墨制成的。 （教师）在尖端领域还有其他的新型的碳的单质比如C60 （板书）3. C60 课件展示：C60结构模型 （教师）这是C60的微观结构模型，每个C60分子，由60个碳原子构成，男生一眼就能看出它形似什么？ （学生）足球 （教师）我们又把它称为足球烯。这种足球结构的分子很稳定，是良好的超导体 材料。20世纪90年代初， C70、C240和纳米碳管等碳单质相继被发现，这些是它们的微观结构，它们在生产生活中也发挥着重要的作用。有兴趣的同学课后可以通过上网查阅资料进一步了解它们。 （教师）我们再回到生活中来，生活中常接触到木炭、活性炭、焦炭、炭黑,这些都是由石墨的微小晶体和少量杂

8、质构成的物质，一般称为无定形碳。你对他们中的哪个最熟悉，它有什么样的性质？又有什么样的用途？ （学生）我们在水的净化里提到过活性炭，活性炭有吸附性。 （学生）木炭有吸附性。 （教师）你是怎么知道的？木炭是否有吸附性，我们来探究一下。实验探究二：木炭的吸附性 （教师）大家的实验台上有两支针筒，其中一支装有木炭粉，课前老师已分别向针筒中注入相同的红墨水溶液，请大家左手握住针筒和小瓶，右手推活塞，将液体分别推入小瓶中，观察小瓶中液体的颜色。 （教师）同学们做的又快又好。（请一组同学展示实验结果，说说实验现象。） （学生）液体颜色不同，通过木炭的红墨水溶液颜色褪去。 （教师）两支针筒红墨水是一样的，棉

9、花是一样的，通过木炭的颜色褪去，说明了什么？ （学生）木炭具有吸附性。 （教师）这是电子显微镜下木炭的微观结构,你能说出木炭为什么具有吸附性吗? （学生）木炭结构是疏松多孔的，容易吸附有颜色和异味的物质 （教师）你知道它们还有哪些用途吗？ （学生）活性炭的吸附性比木炭更强，活性炭不仅能吸附色素，还能吸附气体, 防毒面具的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。活性炭还可以用做冰箱去味剂（这是老师从超市购买的冰箱去味剂），以及用于食品脱色。（制糖工业中利用活性炭脱色以制白糖。） 展示 课件展示活性炭的用途(做冰箱去味剂，防毒面具，以及食品脱色) （教师）焦炭的主要用途是冶炼金属，是工业上冶炼生铁的一种

10、原料。 （教师）大家可能对炭黑比较生疏，炭黑是一种黑色的极细粉末，如冬天取暖后倒烟囱倒出的黑色粉末中就有炭黑。其实在家中就可自制少量炭黑（图）,在蜡烛火焰内焰的上方罩一个白瓷小碟，小碟底部的黑色物质就是炭黑，课后请同学们试试。炭黑的用途很多，将炭黑填入轮胎中可以增强轮胎的耐磨性，还可用于制造油漆、鞋油、颜料以及墨汁等。我国的古人就是利用墨汁书写字画的。 （教师）透过淡淡的墨香我们欣赏到了古代的字画，这些字画都已历经千百年，纸或布都已破损，但墨迹清晰如初。有一句广告语，钻石恒久远，一颗永留传。你能从这两个事例中感悟出碳的什么化学性质？ （板书）二 碳的化学性质 （学生）碳的化学性质稳定。 （板书

11、）空空 稳定性 （教师）你还能举出类似的例子吗？ （学生）填写档案资料时用碳素墨水笔。 木头电线杆或木桩埋入地下之前，常把埋入地下的一部分木头表面稍稍烤焦，烤成木炭可以防腐。 （教师）卖碳翁伐薪烧的炭有什么用途？ （学生）供人们取暖烧饭。 （教师）另外，走入烧烤店，浓浓的肉香扑面而来，从这么美妙的滋味中你又能感悟出碳的什么化学性质？ （学生）可燃性。 （板书）可燃性。 （教师）可燃性和稳定性是矛盾的，可见，稳定性是相对的，是在 “常温下”的稳定。升高温度，碳的化学性质可以变的很活泼。氧气充足时，碳燃烧的产物是什么？ （学生）二氧化碳 （教师）我们常常在煤炉里煤层的上方看到蓝色的火焰，是不是碳燃

12、烧产生的现象？ （学生）不是，碳在空气中燃烧发出红光。 （教师）那么蓝色的火焰是什么燃烧产生的？原来，当氧气不足时，碳与氧气反应，生成一氧化碳，我们看到的蓝色火焰就是一氧化碳在燃烧。由于一氧化碳无色无味，不易察觉，又容易和人体内的血红蛋白结合，使人中毒，所以我们在生活中要小心。 （教师）碳有可燃性，在熊熊燃烧的炭火堆中放几块孔雀石（提示：孔雀石是一种铜矿石，灼烧之后会生成黑色的氧化铜） ，在灰烬中会有红色的铜出现，请大家展开想象的翅膀猜想其中的铜是什么物质和什么物质在什么条件下反应生成的？ （学生）炭和氧化铜。 （教师）木炭和氧化铜能不能高温加热的条件下生成铜实验之后你就清楚了 实验探究三：木

13、炭与氧化铜反应实验（分组实验）（教师）在大家的石棉网上有一根前端绕成螺旋状的紫红色的铜丝，现在想用它来制氧化铜？你有好的方法吗？ （学生）回答 （教师）用镊子夹住铜丝，将螺旋状部分在酒精灯外焰上加热，观察有什么现象发生？ （学生）生成的黑色物质 （教师）这黑色物质是铜和氧气在加热条件下生成的氧化铜。写出文字式 （教师）在这个反应中，铜结合了氧，生成了氧化铜，发生了什么反应？我们把物质和氧发生的反应叫什么？ （学生）氧化反应。 （教师）氧化铜制好了，我们继续实验。首先要搭装置。 （学生）：讨论：你能设计一套木炭和氧化铜反应的装置吗？ 友情提示：结合制氧气的装置想一想，反应物是什么状态，什么反应条

14、件，需要什么仪器？想检验生成物需要什么？ （教师）请同学上台搭设计好的装置，装置的气密性老师课前已经检查过了。 （学生）选装置（固体加热型装置） 装药品（课前老师已经在大试管装入刚烘烤过的木炭粉，现在将铜丝上新制的氧化铜部分伸入木炭粉中，注意，氧化铜一定要没入木炭粉中。塞紧橡皮塞） 空空空 搭装置（放木块，酒精灯，试管口略向下倾斜，铁夹夹在距管口三分之一处 （教师）和你设计的一样吗？注意，固定好的装制重心要落在底座上。 （教师）为了检验产物，在试管中倒入约三分之一试管的澄清石灰水，将导管伸入澄清石灰水中，点燃酒精灯。实验结束后，关闭止水夹，立刻熄灭酒精灯，取出导管。下面大家动手实验。 （教师）

15、做好了请举手，同学们都完成了实验。 （教师）请同学们左手持试管口，右手小心取下橡皮塞，用镊子将试管中的铜丝取出放在水中清洗，看到什么现象？ （学生）铜丝上的黑色物质变成红色，说明有铜生成。澄清石灰水变成白色浑浊，有二氧化碳生成。 （教师）写出该反应的文字式。 （学生）写文字式。 （教师）在这个反应中，氧化铜失去氧而变成单质铜。发生了还原反应，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。什么物质夺取了氧化铜中的氧？别忘了，氧化铜是伸入木炭中的。 （学生）木炭 （教师）能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性，木炭夺走氧化铜里的氧，它具有还原性。得到氧之后，碳自身被氧化，生成了二氧化碳。 （板书）

16、还原性 请大家思考，实验结束后为什么要先夹紧止水夹，再熄灭酒精灯，撤试管？ （学生）防止水倒流，试管破裂。 （教师）如果老师先把试管移走也不会出现倒吸的问题，大家思考，试管撤走之后，什么会进入导管？（空气），刚才的氧化铜是将铜丝在空气中加热生成的，实验结束之后，试管中热的生成物遇到从导管中进来的氧气，可能会被氧化。因此，先关闭止水夹。 （教师）对这个实验，你还有疑问吗？ （教师）老师给大家留一个问题，从实验现象可见，木炭还原氧化铜的反应的生成物中有二氧化碳，那么是否也有一氧化碳生成呢？ 有兴趣的同学课后可以走进化学实验室继续探究。探究结果别忘了和老师交流。（教师）思考两个问题： 1 用什么方法可以证明金刚石、石墨和C60是由碳元素组成的单质。 （学生）燃烧，检验燃烧产物只有二氧化碳，说明反应物中有碳，因为产物只有二氧化碳，所以金刚石、石墨和C60是由碳元素组成的单质。 春秋时期，我国古人用木炭和铁的氧化物反应炼铁，试写出木炭和氧化铁反应的文字表达式。（新知识2.掌握的很快） 回顾与反思：通过本节课的学习，你学到了哪些新知识？运用了哪些好的学习方法？ （学生）我觉得化学是一门与生活联系非常紧密的科学，例如铅笔芯、无轨电车、防毒面具等。化学使我们的世界变得更加绚丽多彩。 （学生）化学以