2.碳的其他單質

木炭和活性炭都具有___________，木炭可以吸附有顏色的大的粒子，也可以吸附有臭味的氣體�；钚蕴勘饶咎康奈�附性更強，所以一般使用___________作為防毒面具里的濾毒劑。炭黑在常溫時非常穩(wěn)定，故用炭黑墨汁繪的畫和書寫的字久不變色。

1.三種碳單質的物理性質及用途

5.2　 組成燃料的主要元素--碳

知識梳理

4.學好化學的關鍵是提出和發(fā)現(xiàn)問題，怎樣才能發(fā)現(xiàn)和提出問題呢？

(1)時刻保持一顆好奇心；

(2)從實際生活中發(fā)現(xiàn)問題;

(3)善于觀察，從不同的角度看問題;

(4)學會質疑，對現(xiàn)成的結論不能輕信;

(5)對任何事物要認真思考其現(xiàn)象，提出本質的問題。

疑難突破

　　 為什么在“對蠟燭及其燃燒的探究”過程中發(fā)現(xiàn)，吹滅蠟燭后很易在熄滅時形成一縷白煙？

剖析：蠟燭是由石蠟和棉線做的燭芯組成的，普通蠟燭的外觀為圓柱形、固體、乳白色，特殊用途的蠟燭因加入配料而顯各種顏色，形狀也因需要做成各種形式。

　　 蠟燭被點燃時，最初燃燒的火焰較小，逐漸變大，火焰分為三層(外焰、內焰、焰心)。焰心主要為蠟燭蒸氣，溫度最低，內焰石蠟燃燒不充分，溫度比焰心高，因有部分碳粒，火焰最明亮，外焰與空氣充分接觸，燃燒充分，溫度最高，因此，當把一根火柴梗迅速平放入火焰中，約1秒鐘后取出，火柴梗接觸外焰部分首先變黑。該實驗對蠟燭的要求是：質量要好，含雜質要少。蠟燭剛熄滅時，燭心會冒出由蠟燭蒸氣形成的白煙，點燃這白煙，可以燃燒并再次點燃蠟燭。

問題探究

問題 使用的一些塑料物品，能找到比這些塑料更好的材料嗎？小麗同學決定以日常用的水盆為例展開探究。

探究：小麗發(fā)動幾名同學一起收集了相關的資料

　　 得出結論：制作日常生活使用的水盆，目前沒有比塑料更適合的材料了，因為它質輕，價廉，堅固耐用。

　　 了解到了正在研制中的納米塑料可能制作出性能更好的生活用品。

典題精講

例 為探究綠色植物光合作用這一變化，某中學化學研究性學習小組的同學紛紛提出了假想，并在老師的指導下，設計了實驗進行驗證，如圖所示，(各裝置透明、密閉)，在陽光下放置數(shù)天后進行觀察。

　　 小明同學認為:植物的光合作用只與二氧化碳有關，并設計了如圖A所示的實驗方案，其中濃硫酸能吸收水。

　　 小美同學認為:植物的光合作用只與水蒸氣有關，并設計了如圖B所示的實驗方案，其中氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳氣體。

　　 小剛同學認為:植物的光合作用與水和二氧化碳都有關，并設計了如圖C所示的實驗方案。

圖1-1

　　 你認為誰的假設最合理呢?_______________。數(shù)天后，植物生長最茂盛的是_________。(填序號)

思路解析　 光合作用的實質是綠色植物通過葉綠體，利用光能將二氧化碳和水合成有機物，并放出氧氣。光照、葉綠體、二氧化碳、水都是光合作用必不可少的條件，該研究性學習小組的同學在滿足光照和葉綠體的前提下，限制某一反應物進行實驗探究，設計了符合假設的實驗，其中小明同學認為植物光合作用只與二氧化碳有關，因此利用濃硫酸的吸水性，只供給植物二氧化碳，沒有供給水分;而小美同學恰好相反，她實驗用的植物只供給水而不供給二氧化碳。由于他們的假設不符合植物進行光合作用的條件，因此植物都不能很好生長。小剛同學的方案利用雪碧飲料既能提供二氧化碳，又能供給水分，因此他的方案最合理，當然他種植的植物也就生長得最茂盛了。在探究過程中，如果有多個因素對事物的變化有影響，可以通過控制某些因素不變化，改變其中的一個因素來進行探究，這種探究的方法叫控制變量法�？刂谱兞糠ㄊ沁M行探究性實驗的一個常用的方法。

答案：小剛　 C

知識導學

　　 化學是研究物質的組成、結構、性質以及變化規(guī)律的科學�；瘜W的概念隨著化學這門課的學習會不斷加深對它的理解。

　　 化學是一門實用的自然科學，提高了我們的生活質量，促進了人類社會文明的進步。我們衣食住行的各個方面，都離不開化學制品。在生活中使用的物品，絕大多數(shù)是通過化學方法制得的合成材料。在環(huán)境保護、能源開發(fā)利用、功能材料研制、生命過程探索等重大問題上，也都與化學密切相關。學習本節(jié)課要充分聯(lián)想生活中了解到的各種物質，從化學的角度去認識它們，從而認識到化學與社會、科技、生活的關系非常密切，我們每天接觸的營養(yǎng)與食物、空氣質量、水資源、材料和能源等衣食住行的諸多問題都離不開化學。

　　 提出一個好的問題比回答一個問題更可貴。要善于在生活中發(fā)現(xiàn)問題，利用已有的知識來解決這些問題，用科學探究的方法來尋找答案，這樣就能日積月累地學習到更多的科學知識。從古至今，每一個有作為的科學家都善于發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，最后解決問題�；瘜W是一門基礎自然科學，在學習的過程中養(yǎng)成良好的學習習慣，對于學好化學是至關重要的。

正確的觀察方法：

(1)變化前:裝置特點、儀器名稱、反應物的物理性質(顏色、氣味、狀態(tài))和類別。

(2)變化中：操作方法、反應條件、產生現(xiàn)象:是否發(fā)光放熱，顏色改變，是否有氣體或沉淀產生。

(3)變化后：生成物的物理性質，結束實驗時的操作方法與程序。

疑難導析

　　 要描述蠟燭的結構，普通蠟燭的形狀、狀態(tài)、顏色等，蠟燭燃燒時的現(xiàn)象主要有哪些。

要說明蠟燭被點燃時，最初燃燒的火焰情況，火焰分為幾層，每層火焰的主要成分，形成原因，溫度的高低，明亮程度。

　　 可以用一根火柴梗迅速平放入火焰中以觀察各火焰層燃燒狀況的不同。

　　 還要說明蠟燭剛熄滅時，白煙是如何形成的。

　　 首先要明確“煙”的概念，是固體的小顆粒形成的，因此點燃蠟燭蒸氣可以燃燒，并再次點燃蠟燭。

問題導思

　　 收集更多的化學材料的知識，如生活中常見的鐵、銅、木材、玻璃、塑料等，同時了解它們的一些性能以及其中包含的化學知識。

　　 從日常的生活出發(fā)，提出問題，深刻認識化學對人類社會發(fā)展的巨大貢獻。結合對常見材料的認識，進行對比分析探究。探究的方法多種多樣，對于本問題，適合采用收集資料的方法。對收集的資料進行分析總結，得出結論。同時在探究中解決問題，在探究中學習新的知識，如納米材料等。

典題導考

綠色通道　 化學實驗是進行科學探究的重要途徑，實驗方案設計是實驗探究的重要環(huán)節(jié)。為保證實驗的客觀性，設計實驗的時候必須明確：①實驗目的(想探究的問題是什么)；②實驗自變量(需要改變的因素是什么)；③實驗因變量(需要觀察測量的因素是什么)；④控制變量(需要保持不變因素是什么)。

典題變式　 某研究性學習小組的同學欲利用下圖所示的裝置探究綠色植物呼吸過程中是否有CO₂氣體產生，設計的探究過程如下，請回答其中的有關問題。

圖1-2

(1)假設：綠色植物在呼吸過程中有CO₂氣體產生。

(2)設計方案：使綠色植物在避光的黑暗處發(fā)生呼吸作用，檢驗呼吸過程中產生的氣體。

(3)查閱資料：①綠色植物光合作用過程：二氧化碳+水有機物+氧氣②綠色植物呼吸作用過程：有機物+氧氣二氧化碳+水+能量

(4)實驗：

答案：除去二氧化碳　 驗證二氧化碳已經除盡　 不讓植物進行光合作用　 石灰水變渾濁　 石灰水變渾濁

3.化學與生活

請從以下方面舉例生活中與化學有關的物品和現(xiàn)象：

衣________________________________________；

食________________________________________；

住________________________________________；

行________________________________________；

生命現(xiàn)象__________________________________；

其他______________________________________。

2.學習化學的作用

(1)認識物質性質及變化規(guī)律，弄清生活和生產中的一些化學現(xiàn)象，使人們更好地認識和利用自然界中的物質。

(2)研制新的材料，研究新能源，探索生命現(xiàn)象，合理利用資源，防止污染和保護環(huán)境，促進農業(yè)增產，促進人體健康等。

1.化學是研究物質的__________、__________、__________以及__________的科學。

1.1　 社會生活與化學

知識梳理

3.化合反應

化合反應：由____________________________________的反應。

疑難突破

　　 能與氧氣發(fā)生反應的很多物質(如H₂、C)，為什么在通常情況下都能與氧氣“和平共處”而不發(fā)生反應?

剖析：能與氧氣反應的物質之所以在通常情況下都能與氧氣“和平共處”，只是因為缺乏發(fā)生反應所必需的條件，如:“點燃”“加熱”等。物質發(fā)生的化學變化受到內因和外因兩方面因素的影響，內因(能與氧氣發(fā)生反應)是變化的根本，外因(點燃或加熱)是變化的條件，外因通過內因而起作用，二者缺一不可。人們控制化學反應進行的途徑之一就是控制反應條件。

問題探究

問題 我們知道氧氣能使帶火星的木條復燃，那么使帶火星的木條復燃是否一定需要純氧呢?為了弄清這個問題，某化學探究小組進行了探究。

猜想：使帶火星的木條復燃不需要純氧。

探究：①取5個大小相同的集氣瓶，分別編號為1、2、3、4、5并分別使瓶內留有占集氣瓶容積10%、20%、30%、40%、50%的水(余下為空氣)，用玻璃片蓋住，并倒扣于裝有水的水槽中。

②分別用排水法向上述5個瓶子中通入氧氣，小心地把5個瓶內的水排完后，用玻璃片蓋住瓶口，取出正立放好。

③分別將帶火星的木條伸入5個瓶中，將觀察到的現(xiàn)象記錄如下：

　　 數(shù)據分析和結論：從觀察到的現(xiàn)象可知，使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積分數(shù)介于3號瓶與4號瓶之間。4號瓶中氧氣的體積分數(shù)約為52.6%，所以使帶火星的木條復燃不需要純氧。

典題精講

例1下列反應中屬于化合反應的有(　　 )，屬于氧化反應的有(　　 )，既是化合反應又是氧化反應的有(　　 )，是氧化反應但不是化合反應的有(　　 )

A.鎂+氧氣氧化鎂

B.硫+氧氣二氧化硫

C.蠟燭+氧氣二氧化碳+水

D.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

思路解析　 本題考查反應類型的相關知識。首先明確各反應類型的概念�；�合反應的特點是“多變一”，分解反應的特點是“一變多”，物質和氧氣的反應則屬于氧化反應。一個反應既可以是化合反應也可以是氧化反應，但氧化反應不屬于基本反應類型。在學習中，善于把學過的知識進行對比、歸納，有助于記憶和掌握知識。

答案：AB　 ABC　 AB　 C

例2有四個集氣瓶，分別盛有氧氣、氮氣、二氧化碳和空氣四種無色氣體，試用簡單的方法加以鑒別。

思路解析　 氣體的鑒別應依據氣體性質的不同。常用的鑒別方法是用燃著的木條來試驗氣體能否燃燒、能否支持燃燒。氧氣能支持燃燒，空氣中因氧氣的濃度不如純氧中大，可燃物在空氣中燃燒不如純氧中燃燒得劇烈;氮氣、二氧化碳均不能支持燃燒，可利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁的特性加以鑒別。

答案：用燃著的木條分別伸入四個集氣瓶中，使木條劇烈燃燒的是氧氣，燃燒情況與原來相同的是空氣，火焰熄滅的是氮氣和二氧化碳。再分別向盛有氮氣和二氧化碳的集氣瓶中倒入澄清的石灰水，振蕩，石灰水變渾濁的是二氧化碳，不變的是氮氣。

知識導學

　　 驗法、對照法、觀察法、歸納法等是學習化學的重要方法。

　　 識氧氣的物理性質時，注意氧氣的三態(tài)變化是物理變化，由此說明物質在物理變化過程中也會有顏色的改變，因而有顏色改變的變化不一定是化學變化。這一事例進一步說明化學變化的特征，是否有新物質生成。伴隨的現(xiàn)象只能作輔助分析。

　　 做鐵、硫、磷等物質在氧氣中燃燒的實驗時，盛有可燃物的燃燒匙等儀器應自上而下慢慢伸入到集氣瓶的中下部，如果迅速伸入到瓶底，物質燃燒放出的熱量使氧氣受熱膨脹，瓶中大量的氧氣擴散到空氣中，可燃物將不能持續(xù)燃燒。

　　 合氧氣的性質可以認識其用途。

　　 合反應可以簡單理解為A+BAB的形式。

疑難導析

　　 否能與氧氣發(fā)生反應要看是否具備反應條件；要知道具備了反應的條件后，還要看氧氣的濃度。要清楚物質在空氣里燃燒，實際上是物質與空氣中的氧氣發(fā)生的什么過程，是什么原因使得在空氣里能燃燒得物質在氧氣里燃燒得更旺，在空氣里不能燃燒的物質，如鐵絲，在氧氣里卻能燃燒。

問題導思

　　 究能使帶火星木條復燃的氣體中氧氣的濃度時，一定要掌握正確的方法。要清楚向空氣中鼓入氧氣時，是否很難控制氧氣的量，為什么先讓集氣瓶中充入不同體積分數(shù)的水，然后用排水法通入氧氣排盡空氣，即可達到目的。集氣瓶中充入水的體積分數(shù)是否是氧氣所占的體積分數(shù)。

　　 驗中發(fā)現(xiàn)當氧氣的體積分數(shù)達到或接近4號瓶中氧氣的體積分數(shù)時，帶火星木條就會復燃，這說明帶火星木條復燃所需氧氣的最小體積分數(shù)在什么范圍內。4號瓶中氧氣的體積分數(shù)是加入的氧氣體積與原有空氣中氧氣體積之和與整體1的百分比，這能得出使帶火星木條復燃的氧氣體積分數(shù)在什么范圍內，若需得到更準確的休積分數(shù)范圍，還要如何做。

　　 根據以上實驗探究方案，可以看出實驗次數(shù)設置越多，即氧氣的含量設置的數(shù)值在30%-40%之間越多，越能得準確的體積分數(shù)范圍。

典題導考

綠色通道　 氧化反應與化合反應不是并列的，而是交叉的關系，氧化反應與化合反應是從不同的角度看待反應的，氧化反應是從反應物是否有氧的角度定義，化合反應則是從反應物和生成物種類多少的角度定義的。有的反應不是氧化反應卻是化合反應;有的反應是氧化反應卻不是化合反應;有的反應既是氧化反應又是化合反應。

典題變式　 下列反應中，不屬于化合反應也不屬于分解反應，而屬于氧化反應的是(　　 )

A.碳酸鈣氧化鈣+二氧化碳

B.鐵+氧氣四氧化三鐵

C.甲烷+氧氣二氧化碳+水

D.堿式碳酸銅氧化銅+二氧化碳+水

答案：C

綠色通道　 首先回顧一下這些氣體的性質，根據他們不同的性質設計方案。設計實驗來鑒別物質時，要注意方法正確、語言表述層次清晰、準確。鑒別題一般按照“實驗操作步驟--發(fā)生的現(xiàn)象--得出的結論”的順序來描述實驗。

典題變式　 現(xiàn)有無標記的四瓶無色氣體A、B、C、D，按下表進行實驗，試根據所觀察到的現(xiàn)象確定它們分別是空氣、氮氣、二氧化碳和氧氣中的哪一種。

答案：A.氧氣　 B.氮氣　 C.二氧化碳

2.氧氣的用途

氧氣的主要用途是____________和____________，例如：__________________________。