單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)
1、碳的穩(wěn)定性
碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6，原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層有4個(gè)電子，既不容易得電子，也不容易失電子，所以常溫下碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑。它受日光照射或與空氣、水充分接觸，都不容易起變化。
2、碳與氧氣的反應(yīng)—可燃性
在點(diǎn)燃的條件下，單質(zhì)碳能在氧氣（或空氣）里燃燒，放出熱量，碳可作燃料。
碳在氧氣中燃燒：（寫出下列化學(xué)反應(yīng)方程式）
①（O2充足）C+O2==點(diǎn)燃==CO2
②（O2不足）2C+O2==點(diǎn)燃==2CO
3、碳與某些氧化物的反應(yīng)—還原性
高溫下，單質(zhì)碳能和某些氧化物反應(yīng)，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。
（1）木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)
【實(shí)驗(yàn)裝置】
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查裝置氣密性。（思考：如何檢查？）
②把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺(tái)上，導(dǎo)管的另一端插入盛有澄清石灰水的試管中。
③先預(yù)熱，然后再用酒精燈集中加熱。
④先撤出導(dǎo)管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上，觀察現(xiàn)象。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色固體，澄清石灰水變渾濁。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】碳和氧化銅在高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳。
【注意事項(xiàng)】
①酒精燈加網(wǎng)罩的目的： 集中火焰、升高溫度 。
②停止加熱時(shí)，先撤出導(dǎo)管，目的： 防止水倒吸到試管，導(dǎo)致試管炸裂 。
③冷卻后再把試管里的粉末倒出，目的： 防止產(chǎn)物銅高溫下被氧化 。
④試管口略向下傾斜，原因 ： 防止水珠倒流至底部導(dǎo)致試管炸裂 。
（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物（赤鐵礦）反應(yīng)冶煉鐵：
①赤鐵礦：3C + 2Fe2O==高溫==34Fe + 3CO2↑
現(xiàn)象：固體由紅色逐漸變成銀白色，同時(shí)黑色的固體減少，有能使純凈的石灰水變渾濁的氣體生成
②磁鐵礦：2C + Fe3O4==高溫==3Fe + 2CO2↑
現(xiàn)象：固體由黑色逐漸變成銀白色，同時(shí)黑色的固體減少，有能使純凈的石灰水變渾濁的氣體生成
（3）高溫條件下，單質(zhì)碳還能與水、二氧化碳反應(yīng)：
①碳和水：C + H2O（g）==高溫==H2 + CO
現(xiàn)象：生成的混合氣體叫水煤氣，都是可以燃燒的氣體
②碳和二氧化碳：CO2+C==高溫==2CO ———–工業(yè)制煤氣
現(xiàn)象：黑色固體逐漸減少
4、氧化還原反應(yīng)
以木炭和氧化銅反應(yīng)為例：C+2CuO==高溫==2Cu+CO2↑
（1）氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)
①氧化反應(yīng)：木炭的化合價(jià)升高，像這樣化合價(jià)在反應(yīng)前后升高的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。
②還原反應(yīng)：銅的化合價(jià)降低，像這樣化合價(jià)在反應(yīng)前后降低的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。
（2）氧化劑、還原劑———反應(yīng)物
①氧化劑：化合價(jià)降低元素所在的反應(yīng)物是氧化劑。
②還原劑：化合價(jià)升高元素所在的反應(yīng)物是還原劑。
（3）氧化性：氧化劑具有氧化性
還原性：還原劑具有還原性
該例子中C發(fā)生氧化反應(yīng)，C為還原劑，具有還原性。
CuO發(fā)生還原反應(yīng)，為氧化劑，具有氧化性。
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