《碳和碳的氧化物》浅析

《碳和碳的氧化物》浅析

李玉春

关键词：《碳和碳的氧化物》；教学难点；重点；实验教学

作者简介：李玉春，任教于云南省保山市施甸县仁和中学。

新课程初中化学人教版上册第六单元《碳和碳的氧化物》，主要包括“金刚石、石墨、C60”、“二氧化碳制取的研究”、“二氧化碳和一氧化碳”三个课题。本单元主要从生活与环境、学习用品、科技等多个侧面向学生展示了全单元的内容，让学生由浅入深地去了解、认识、掌握各个知识点。教师在教学中可运用讲解、实验探究等多种教学手段让学牢固掌握本单元内容，通过适当的题型训练，加强学生用所学知识来解决具体问题的能力，达到本单元教学的最终目的。

教材从社会实际和生活实际出发，全面为学生提供认识和探索周围事物的素材和线索，以及从身边事物中学习化学知识的意境，将化学的一些基本概念和基本技能穿插于紧密联系社会、联系生活的内容之中；从选材生活化、呈现方式多样化、体现操作技能的价值、培养科学探究精神等几个方面凸显出化学是一门以实验为基础的科学。

一、教学重点

1.碳单质，二氧化碳，一氧化碳的化学性质。

2.掌握实验室制取二氧化碳的药品、反应原理，探究制取装置的选择，收集方法的确定，二氧化碳的检验及验满方法。

二、教学难点

1.化学方程式的书写。

2.气体制取装置的设计，收集方法的确定。

3.灵活运用知识通过分析、探究等方法解决综合问题。

三、教学侧重

本单元教学中，要注意以下几个方面：

1.联系生活生产实际，轻松完成金刚石、石墨、C60的教学

最直观的教学往往最容易被学生接受，同时，印象也往往最深刻。对于本单元的教学，课前应尽可能去收集与教学内容有关的实物（如玻璃刀、铅笔芯、石墨电极、防毒面具、灭火器等），以最直观的方式给学生展现这个单元所学物质。用玻璃刀、铅笔芯、石墨电极、防毒面具等实物让学生认识和了解金刚石、石墨、活性炭几种碳的单质，学生会感觉到这些物质就在自己身边。让学生亲自动手用玻璃刀划玻璃，学生自然而然就得到了答案，会取得意想不到的效果，再设置相应的疑问并鼓励学生提出拓展性和质疑性问题，从而启发学生的积极思维，学生回答问题的同时教师加以引导，从而总结出单质碳的性质。

在学生的社生活中，化学物质、化学现象、化学变化无时不在，无处不在，在教学中要设法把学生的课堂学习融入社会生活中，把学生的学习引入广阔的生活实践中，培养学生用化学的眼光来观察世界，用化学科学来实践生活，在生活中学化学，使学生真正体验到知识的价值，能有力地促进学生课堂学习的自觉性和主动性，是激发和维持学生课堂学习动机的不竭源泉。

借助碳单质知识载体让学生了解同种元素可以组成不同的单质，不同单质的性质也不同，让学生学到了物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质用途的化学意识，同时学生初步认识到了世界物质的多样性，从而更加热爱这充满神奇色彩的物质世界。

例如，灭火器在校园内比较常见，但是学生平时关注不多，可以以此作为一个契点，通过灭火器的介绍让学生初步了解二氧化碳的性质及用途，能够为课题2、课题3的学习打下基础。

2.让学生主动参与、积极讨论组织好二氧化碳制取的活动与探究

课题2二氧化碳制取的研究是初中化学气体制取和收集的一次综合，同时也是出现次数较为频繁的考点。通过这个课题的学习，应着重培养学生独立设计气体制取装置并确定气体收集、检验方法的能力。就二氧化碳制取而言要核心掌握制取原理、制取装置、收集方法三个问题。

(1)制取原理：实验室常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2）。二氧化碳制取原理中，方程式的书写是一个难点，须要求学生反复书写练习。

在学习氢气的制取时可用稀盐酸也可用稀硫酸，因此这里应给学生提示：不能用浓盐酸和硫酸来代替稀盐酸做这个实验，因为浓盐酸具有挥发性，制取的气体不纯，硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙是微溶物，会附在碳酸钙表面，阻止反应的进一步发生。

(2)制取装置：本课题应着重突出气体制取装置设计和收集方法，确定知识体系的系统化

在教学中，教师首先应安排学生对氧气和氢气的制取进行全面复习，提示学生重点分析反应物的状态和反应发生的条件（分解氯酸钾或分解高锰酸钾制氧气反应物为固体，反应条件是加热；用锌和稀硫酸反应来制取氢气反应物中有固体也有液体，反应发生不需要任何条件），在上述两种气体的制取过程中，如果将制取装置进行交换，就其可行性让学生展开讨论。最终导出气体制取装置设计的两个主要依据：①反应物的状态；②反应发生的条件。分析二氧化碳制取的反应物状态（固体和液体），反应的发生不需要任何条件，导出二氧化碳的制取装置可与前边所学氢气制取装置相同。

但气体制取装置设计不是千篇一律的，根据固体颗粒的大小不同及操作的简单、方便，学生可以大胆的进行改进，如用锥形瓶代替试管、用分液漏斗（或注射器）代替长颈漏斗等。由学生思考并归纳出该装置的注意事项及气密性检验的方法。

气体产生后，如何检验产生的气体就是我们需要的二氧化碳气体呢？

将气体通入澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳（二氧化碳可与石灰水发生反应）。

气体制取装置设计小结：

A.固体加热型。B.固、液混合不需加热型。（通过本单元的学习，让学生充分体验化学实验的科学性和趣味性，能进行初步的科学探究活动，具备设计简单实验装置的技能。）

(3)二氧化碳气体收集方法的确定

让学生对气体常见的三种收集方法进行全面复习：①排水法（用来收集难溶或不易溶于水的气体）；②瓶口向上排空法（用来收集密度比空气大的气体）；③瓶口向下的排空法（用来收集密度比空气小的气体）。提示：气体密度与空气密度的大小可以依据相对分子质量作出判断。

根据二氧化碳的密度比空气大，我们采用瓶口向上的排空法进行收集。那么，在收集过程中如何判断二氧化碳是否已经收集满呢（验满方法）?用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则该气体为二氧化碳（二氧化碳不能燃烧也不能助燃）。

知识要点巩固，以下例题具有很强的代表性和典型性，对上述内容会有较好的巩固效果。

请你完成对实验室制取二氧化碳的实验探究．

(1)选择药品。下表是对四组药品进行实验的记录：

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品较为合理（填序号），该组药品发生反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。（2）选择装置。选择乙，发生装置（填序号）。

(3)制取气体.选择B,装置收集二氧化碳（填字母序号）

收集过程中的法验满方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已满。(4)气体检验。将生成的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，确定该气体是二氧化碳，请回答：这种检验方法是否正确？若正确请说明理由，若不正确请写出正确的检验方法。

不正确。将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳。3.做好几个实验，让学生牢固把握二氧化碳、一氧化碳的性质在课题3的教学中，二氧化碳的物理性质注意做好6-4、6-5两个演示实验，通过两个实验导出两条重要的物理性质。

二氧化碳的物理性质：

二氧化碳是一种无色无味的气体，能溶于水（在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强还会溶解得更多），密度比空气的大。在一定条件下，二氧化碳气体可以变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”，干冰升华时要吸收大量的热。

二氧化碳的化学性质，着重以实验6-6四个实验步骤的分析获取二氧化碳能和水反应生成碳酸（CO2+H2O=H2CO3）的结论，二氧化碳和氢氧化钙的反应（CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O），在前几个单元的学习中多次接触（二氧化碳气体的检验），教学中可以简略一些。概括总结二氧化碳的性质，联想、推断二氧化碳的用途即可。

一氧化碳的可燃性，可以让学生例举出生活中的常见燃料，当学生举出煤气时，教师再对煤气的主要成分加以讲解，从而导出本条性质。然后让学生复习氢气、碳的还原性，再引导学生自主发现一氧化碳和氢气、碳一样都具有还原性，并试着让学生书写一氧化碳和一些金属氧化物反应的化学方程式。总结一氧化碳的性质，分析用途，评价利弊。

一氧化碳的物理性质：

在通常状况下，一氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气的略小，难溶于水。

一氧化碳的化学性质：

（1）可燃性：2CO+O22CO2

（2）还原性：CO+CuOCu+CO2

（3）毒性：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体缺氧而中毒。

环境问题一直是近几年来的热点，通过二氧化碳、一氧化碳性质的学习，应全面给学生介绍二者给环境带来的影响（可结合具体的图片及视频资料）。

四、知识小结

为了加强学生对知识掌握的整体性和系统性，可以进行知识框架、物质间的转化等方面的小结：

1.知识框架

2.物质间的转化

本章内容和平时的生活实际联系较为紧密，在教学过程当中结合生活实际以学生喜闻乐见的方式展开教学活动，定会取得较好的教学效果。

参考文献：

[1]马连忠.《碳和碳的氧化物》能力提升[J].农村青少年科学探究，2008(12).

[2]郭义敏，马胜利.一氧化碳的探究性实验教学实践[J].教学仪器与实验，2004(7).

作者单位：云南省保山市施甸县仁和中学邮编678208