教學(xué)目標(biāo)：

1．通過觀察和實驗掌握碳的可燃性和還原性。

2．通過觀察和實驗培養(yǎng)比較、分析能力，培養(yǎng)實驗設(shè)計能力、操作能力，培養(yǎng)辯證思維能力。

3. 培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作的精神，增進(jìn)師生情感，激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。

教學(xué)重點：單質(zhì)碳的可燃性和還原性。

教學(xué)難點：單質(zhì)碳與二氧化碳、氧化銅發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

一、導(dǎo)入

師：同學(xué)們喜歡看動畫嗎?

生：喜歡。

師：我們一起來看一段動畫。(播放動畫。)

師：想一想片中的悲劇是怎樣發(fā)生的?

生1：煤燃燒要消耗氧氣，我看到那個人把門窗都關(guān)嚴(yán)了，我想，是不透空氣，房間里的氧氣被消耗完了，那個人沒有氧氣可呼吸，死了。

生2：可能是煤氣中毒。我聽說過煤燃燒時產(chǎn)生煤氣會使人中毒。

生3：煤爐中的煤在燃燒，就要有氧氣，同時要將生成的氣體和煙塵排到室外，一定有煙道，因此煤燃燒消耗盡房間里的空氣不太可能，所以我也認(rèn)為是煤氣中毒。

二、新課

師：誰分析的對呢?(投影結(jié)論：煤氣中毒。)

師：同學(xué)們進(jìn)行了認(rèn)真的分析，實際上煤的主要成分是碳，煤氣的主要成分是一氧化碳，煤燃燒產(chǎn)生煤氣你能用化學(xué)方程式表達(dá)出來嗎?

(一生到黑板寫，其他同學(xué)在本上寫，教師巡視。)

師：同學(xué)們寫得很好，關(guān)于碳的燃燒我們在學(xué)習(xí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)時已經(jīng)學(xué)過了，讓我們共同回憶一下。

(播放木炭在氧氣中燃燒的實驗。)

師：請寫出這個反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(一生到黑板寫，其他同學(xué)在本上寫，教師巡視。)

師：這既是氧氣的化學(xué)性質(zhì)，也是碳的化學(xué)性質(zhì)。

(板書課題。)

師：這兩個化學(xué)方程式說明碳具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)?

生(全體)：可燃性。

師：仔細(xì)觀察這兩個化學(xué)方程式，從碳與氧氣的量的關(guān)系上看，什么情況下生成一氧化碳，什么情況下生成二氧化碳?

生4：兩個碳原子與一個氧分子結(jié)合生成一氧化碳，一個碳原子與一個氧分子結(jié)合生成二氧化碳，也就是24份質(zhì)量的碳與32份質(zhì)量的氧氣反應(yīng)時生成一氧化碳，12份質(zhì)量的碳與32份質(zhì)量的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，如果氧氣的質(zhì)量相等，需要碳的質(zhì)量是2倍的關(guān)系。

師：你分析得太透徹了，我們習(xí)慣于將碳的質(zhì)量確定為一定值，此時氧氣的質(zhì)量是2倍關(guān)系，氧氣少則生成一氧化碳，氧氣多則生成二氧化碳?；\統(tǒng)地說，是氧氣不足或氧氣充足。不僅如此，在煤爐里，碳在高溫的條件下會與二氧化碳反應(yīng)，一氧化碳會燃燒。請一位同學(xué)到前面來完成這兩個化學(xué)方程式，解釋你這樣寫的原因。

(一生到黑板寫，其他同學(xué)在本上寫，教師巡視。)

生5：碳的氧化物我們只學(xué)過也只聽說過一氧化碳和二氧化碳。在這兩個反應(yīng)中，反應(yīng)物只含有碳元素和氧元素，生成物也只能含有碳元素和氧元素，高溫或點燃時氧氣會參加反應(yīng)，生成物中不會有氧氣，只能是一氧化碳或二氧化碳。

師：你寫得很正確，說的條理性也很強(qiáng)。在煤爐中我們有時會看到藍(lán)色火焰，實際上就是一氧化碳在燃燒。在一個燃燒得很旺的煤爐里會發(fā)生三個化學(xué)反應(yīng)：自下而上分別是碳燃燒、碳與二氧化碳反應(yīng)、一氧化碳燃燒。

(投影同時顯示。)

如果煤爐上層溫度過低，不能達(dá)到一氧化碳的著火點，一氧化碳就會擴(kuò)散到空氣中發(fā)生煤氣中毒事件。

師：觀察這四個化學(xué)方程式，有三個反應(yīng)是在點燃后會燃燒，從能量的角度看燃燒是什么能轉(zhuǎn)化為什么能?

生1：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

生2：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。

師：他們誰說得對?

生6：內(nèi)能就是熱能，熱能又叫內(nèi)能，他們都對。

師：在化學(xué)學(xué)科中我們多采用熱能這個名詞，有熱能放出的反應(yīng)，我們稱之為放熱反應(yīng)，燃燒的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)。再看碳與二氧化碳反應(yīng)的條件是加熱，它需要外界不斷地供給熱量，否則反應(yīng)不會發(fā)生或停止，我們稱之為吸熱反應(yīng)。正是碳燃燒放出的熱使碳與二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)放出的熱是一種重要能源，人類是怎樣利用化學(xué)反應(yīng)放出的熱的?

生1：生火、做飯、取暖。

生2：發(fā)電、驅(qū)動汽車、飛機(jī)。

生3：用火箭發(fā)射衛(wèi)星、開動機(jī)器。

師：假如沒有化學(xué)反應(yīng)放出的熱能，世界將會變成什么樣?

生1：沒有火，吃生飯、不能發(fā)電，汽車、飛機(jī)不能開，化學(xué)反應(yīng)也不能發(fā)生。

生2：人類沒有用火的時候也能生存，現(xiàn)在科學(xué)這么發(fā)達(dá)，我們可以利用太陽能。

生3：沒有熱能，科學(xué)也不會這么發(fā)達(dá)，再說太陽放熱也是因為太陽內(nèi)部正發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，要是沒有化學(xué)反應(yīng)放出的熱能，地球?qū)⒆兊闷岷?、冰冷，不會有任何生命?/p>

師：同學(xué)們的想像力很豐富。我們來單獨分析碳與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式，它屬于哪種反應(yīng)類型?

生(全體)：化合反應(yīng)。

師：如何從得氧失氧的角度來分析一下?

生1：碳與二氧化碳反應(yīng)，碳得到氧生成一氧化碳，二氧化碳失去氧也生成一氧化碳，所以碳是還原劑，二氧化碳是氧化劑。

生2：化學(xué)方程式中的兩個一氧化碳可以寫成兩個一氧化碳相加的形式，由一個碳原子得到一個氧原子生成一個一氧化碳分子，由一個二氧化碳分子失去一個氧原子生成一個一氧化碳分子。碳得氧被氧化是還原劑，二氧化碳失氧被還原是氧化劑，這個反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。

師：你分析的和老師分析的一樣(投影演示分析過程)。這說明碳具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)?

生(全體)：還原性。

師：你能聯(lián)想到碳與我們學(xué)過的哪種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)相似?

生(全體)：氫氣。

師：我們來回憶一下氫氣還原氧化銅的實驗裝置(投影裝置圖)，如果用木炭來還原氧化銅，你能猜測一下反應(yīng)會如何進(jìn)行嗎?請你寫出你猜測的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(生寫出兩個化學(xué)方程式。)

生3：我想這兩個反應(yīng)也有可能同時發(fā)生。

師：誰的觀點正確呢?請你設(shè)計一套實驗裝置，用于木炭還原氧化銅，同時驗證生成的氣體。把你的設(shè)計圖畫在紙上，一會兒請同學(xué)到前面來解釋你的設(shè)計。

生3：這是鐵架臺、試管里裝好木炭和氧化銅的混合物，單孔膠塞將生成的氣體導(dǎo)出，這支試管里裝澄清的石灰水，這是酒精燈在加熱，如果澄清的石灰水變渾濁就證明是二氧化碳，否則就是一氧化碳。

生2：我們的設(shè)計跟生3的差不多，只不過導(dǎo)出的氣體不通入澄清的石灰水中，直接通到酒精燈的火焰上，如果氣體燃燒就是一氧化碳，否則酒精燈火焰會變小，生成的氣體是二氧化碳。

生5：我們把他們倆的結(jié)論結(jié)合起來，讓生成的氣體先通過澄清的石灰水，如果生成二氧化碳，石灰水變渾濁，再導(dǎo)出在后面接一個氣球，如果生成一氧化碳，氣球就會鼓起來。

生7：生3的裝置如果生成一氧化碳，從石灰水中出來會使人中毒，要是既生成一氧化碳又生成二氧化碳的話，生5、生2的裝置都不行，我的設(shè)計跟生3的一樣。

師：同學(xué)們討論得很好，我們就按照既能驗證是否有二氧化碳，又能驗證是否有一氧化碳生成的裝置來做實驗。不過老師要求將氣球改為酒精燈，如果有一氧化碳生成，我們當(dāng)場處理掉。

(將用到的儀器發(fā)到小組。)

師：同學(xué)們注意看一下，老師也來完成這個實驗，不過，老師用的加熱儀器是酒精噴燈，同學(xué)們用酒精燈。各組實驗的儀器氣密性老師都在課前檢查過了，請同學(xué)們直接來完成實驗。(師到生處取木炭與氧化銅的混合物，酒精噴燈點燃后請一位同學(xué)到前面觀察實驗，師到各組巡視指導(dǎo))請同學(xué)們說一說觀察到的現(xiàn)象和得到的結(jié)論。

生4：我們看到澄清的石灰水變渾濁，右側(cè)點燃的酒精燈沒有氣體燃燒，說明生成的氣體是二氧化碳，不過我們沒有看到紅色的銅生成。

師：這是老師用的試管，這是第一組同學(xué)用的試管，都帶著膠塞和膠管，止水夾夾著，這是第二組同學(xué)用的試管，膠塞已經(jīng)拔掉，看一看里面的物質(zhì)顏色有何不同，說明什么問題?

生8：我發(fā)現(xiàn)酒精噴燈火焰溫度比酒精燈火焰溫度高。老師用的那支試管里明顯有紅色的銅生成，而第一組試管里的物質(zhì)顏色比第二組的淺，說明溫度越高反應(yīng)越快，越好。停止加熱后，第二組敞口，生成的銅又變成了氧化銅，所以跟反應(yīng)前一樣黑，第一組試管里有一點銅，顏色淺一些。

師：既然如此，我們將錯誤的化學(xué)方程式擦去，將反應(yīng)的條件改為高溫。在這個反應(yīng)中，氧化劑、還原劑分別是什么?

生(全體)：氧化劑是氧化銅，還原劑是碳。

師：從黑板上四個有碳參加的化學(xué)反應(yīng)的條件看，要么是點燃，要么是高溫，在常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)又如何呢?

(播放一組圖片。)

生(全體)：常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)與氫氣的化學(xué)性質(zhì)相似：常溫下性質(zhì)不活潑或穩(wěn)定，在點燃、高溫或加熱時表現(xiàn)出可燃性和還原性。下面，我就用學(xué)到的知識來解決兩個實際問題。

三、練習(xí)

(投影問題一：怎樣證明金剛石由碳元素組成的?)

生9：在密閉的容器中充入足量的氧氣，放一小塊金剛石，將金剛石點燃，檢查生成的氣體只有二氧化碳。

生10：我認(rèn)為應(yīng)該先稱量金剛石的質(zhì)量，點燃金剛石后將氣體全部通人足量的石灰水中，稱量石灰水質(zhì)量增加的量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，再由二氧化碳的質(zhì)量計算出碳元素的質(zhì)量正好是金剛石的質(zhì)量才行，否則金剛石中若含有氧元素也會出現(xiàn)生8的結(jié)論。

師：你掌握的知識太多了，解決問題干凈利落。

(投影問題二：自然界中沒有單質(zhì)鐵，高爐煉鐵是用焦碳與三氧化二鐵反應(yīng)得到鐵，請寫出該化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式。)

四、小結(jié)

練習(xí)后學(xué)生歸納本課內(nèi)容、談體會。

評析：

本節(jié)課教學(xué)運用新課改基本理念，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，不僅重視知識與技能，更重視過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。調(diào)動學(xué)生的主體行為，使課堂生動活潑又富有吸引力，具體體現(xiàn)為：

1．以問題為線索培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。教學(xué)中多次創(chuàng)設(shè)問題情境，教學(xué)內(nèi)容以問題的形式呈現(xiàn)，學(xué)生在不斷提出問題，研討問題，解決問題中逐步理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。從而使學(xué)習(xí)過程成為不斷提出問題，解決問題的探究過程。體現(xiàn)了對學(xué)生質(zhì)疑精神和能力的培養(yǎng)。

2．多種學(xué)習(xí)方法并用，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生采用假設(shè)、交流、探究、設(shè)計、實驗等多種學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)，使學(xué)生在開放的教學(xué)環(huán)境中，嘗試探究，感受、體驗知識的發(fā)生、發(fā)展和獲得的過程。

3．充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。教師在教學(xué)中沒有窮盡所有內(nèi)容，而是給學(xué)生留有一定的研究和創(chuàng)造的空間。教師從“導(dǎo)演”退位到“觀眾”，把舞臺完全交給了學(xué)生，讓學(xué)生充分而舒展地表達(dá)、發(fā)散、創(chuàng)新。

本節(jié)課有兩個問題值得商榷：一是碳的還原性的教學(xué)中，三個對比實驗現(xiàn)象還不明顯，需進(jìn)一步研究；二是一氧化碳燃燒在本節(jié)課出現(xiàn)是否合適。

責(zé)任編輯／張 燁