摘要：在初中化学教材中“碳的化学性质”这一节的教学中，就两个实验做了补充和改进，使学生产生强烈的学习动机，从而达到较好的教学效果。
关键词：化学性质;实验改进;化学教学
“碳的化学性质”是人教版义务教育教科书化学九年级上册第六单元课题1“金刚石、石墨和c60”第二课时的内容。本单元是继第二、四单元学习空气、氧气和水以后碳和氧化铜反应的化学方程式，学习的又一个元素化合物知识的单元。学习碳及其氧化物的性质以及它们之间的衍变关系，为以后学习燃料及其利用、金属和金属材料、酸和碱等单元的内容打下一定基础，具有承上启下的地位。本节课是本单元的开始，为后面进一步学习碳的氧化物起着铺垫的作用。除了碳的化学性质等陈述性知识，背后还承载着认识物质的科学思想和方法的工具性功能和价值。
通过前面的学习，学生掌握了氧气的性质，并对氢气有所认识，已经获得了不少有关碳的知识，知道了碳具有可燃性。但从得失氧的角度认识物质的氧化性和还原性、从定量的角度认识化学反应的观念有待建立。认识碳的化学性质是本节的教学重点，而其中认识碳的还原性和还原反应概念的构建则是本节的难点。为了达成教学目标，突破重难点，我着重设计了两个实验活动。
一、实验一认识碳的可燃性
1.实验目的
引导学生认识碳的可燃性的同时，将对比思想、守恒思想以及实验方法等渗透在其中，帮助学生初步构建元素观，认识定量研究对化学科学发展的重大作用，提高学生的科学素养。
2.实验用品
一氧化碳检测仪、分别装有不同气体（氧气、二氧化碳、一氧化碳、木炭在氧气中燃烧后的气体）样本的集气瓶。
3.实验教学过程
首先回顾旧知识，由木炭在氧气中的燃烧，引出碳单质的可燃性。
接着提出问题：根据反应物的元素组成，请你推测，木炭在氧气中燃烧，还可能生成什么气体？
因为学生已经学习了第五单元质量守恒定律的相关内容，所以很容易猜想到一氧化碳，进而想到可以通过实验证明一氧化碳的生成。根据质量守恒定律，进行有依据的猜测，可以帮助学生强化元素守恒的思想，初步构建元素观。
在讲解碳的不充分燃烧时，教材没有安排实验，学生缺少直观的认识，所以我在这里补充了一个实验。利用一氧化碳检测仪，分别对氧气、二氧化碳、一氧化碳及木炭在氧气中燃烧后的气体进行检测，发现当将探头伸入盛有氧气和二氧化碳的集气瓶时，检测仪不报警;而伸入盛有一氧化碳和木炭在氧气中燃烧后的集气瓶时，检测仪报警。这组实验操作简单，现象明显。通过对比实验，让学生知道碳不完全燃烧会产生一氧化碳。再通过化学方程式的书写，从定量的角度，认识反应的本质，得出反应物的量不同，产物可能不同的结论。
接下来，进一步拓展提升：让学生分析木炭在氧气中燃烧后的集气瓶中可能的气体组成。容易出现的错误猜想是一氧化碳与氧气共存的情况，在此处要注意引导学生分析，得出正确结论。
最后，师生共同总结出利用数轴法，理论上判断碳与氧气反应后产物的方法：当碳与氧气的质量比为3：4时，恰好反应，气体为CO;当碳与氧气的质量比为3：8时，恰好反应，气体为CO2;当碳与氧气的质量比大于3/8小于3/4时，恰好反应，气体为CO2和CO;当碳与氧气的质量比大于3/4时，碳过量，气体只有CO;当碳与氧气的质量比小于3/8时，氧气过量，气体为CO2和O2。
二、实验二认识碳的还原性
1.实验目的
认识碳的还原性的关键就是实验的成功。在对实验进行改进后，实验现象明显。结合化学方程式，再借助直观的动画，并通过与前面所学的氧化反应进行对比，让学生真切感受到还原反应“夺氧”的过程，难点自然迎刃而解。
2.实验用品
试管、滤纸、氧化铜、酒精灯、铁架台、坩埚钳、澄清石灰水、一氧化碳检测仪、稀硫酸、蒸发皿。
3.实验教学过程
在教材中是通过碳与氧化铜的反应来说明碳的还原性。碳的还原性和还原反应是这节课的教学难点，只有基于实验事实，从得失氧的角度加以分析，才能突破教学难点。因此，实验的成功，是达成教学目标，突破教学重难点的保证。然而若按传统方法进行该实验，不仅耗时长，而且成功率低，往往看不到红色的铜生成。原因可能是碳和氧化铜的晶体结构相当稳定，引发反应的温度较高;此反应为固相间的反应，反应在表面进行等。为了能够在短时间内显现出明显的效果，在研究相关文献、并多次实验的基础上，我对课本原有实验进行了一些改进。主要的改进点是碳的来源–这里选择滤纸。滤纸的主要成分是纤维素，在加热过程中纤维素脱水碳化，生成活性极高的还原性炭。实验时，将1g氧化铜粉末均匀涂满整张滤纸，卷起后放入试管进行实验。实验时观察到澄清石灰水变浑浊，收集反应生成的气体，并用一氧化碳检测仪检测，检测仪不报警;反应停止后碳和氧化铜反应的化学方程式，试管中可以观察到红色的物质，再经过后续实验，利用稀硫酸进行产物检验，证明红色物质是铜。由此可知，反应的产物是铜和二氧化碳。
也可以把均匀涂满氧化铜粉末的滤纸直接点燃，移入蒸发皿。可以观察到滤纸燃烧时，火焰黄中带绿，燃烧过的地方亦呈现瞬间红热状。燃烧结束后，蒸发皿内几乎全为红色灰烬。在实验成功的基础上，指导学生书写化学方程式，再借助动画来帮助学生更好地理解还原反应，并通过与前面所学的氧气氧化性的对比，加深对碳的还原性的认识。
4.实验图片，见图4～图6。
三、结束语
实验一是为了讲解碳的可燃性。在学生已知碳的可燃性，并知道碳与氧气反应可以生成二氧化碳的基础上，为了进一步拓展提升，我借助一氧化碳检测仪，先从定性的角度对碳与氧气反应的产物进行再探究。再结合化学方程式，从定量的角度对化学反应的实质进行分析，实现了从定性到定量的飞跃。同时帮助学生初步树立条件不同，产物可能不同的思想。
实验二是认识碳的还原性，这是本节课的教学重难点。我从三个方面来突破这个难点。首先对实验进行了改进，改进后，保证了实验的成功率，可以在短时间内呈现出明显的现象;在实验成功的基础上，结合化学方程式，借助反应的微观动画，同时与前面所学的氧化反应和氧化性进行对比，使学生从直观形象的角度认识碳的还原性。
来源|《化学教与学》2019年第4期
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