资源描述
二氧化碳
主 题
二氧化碳
教学内容
1 、概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质
2、说明二氧化碳的实验室制备及检验方法
3、说明二氧化碳的用途及与其性质的关系
1、上次课后作业习题讲评。
2、谈谈对温室效应的了解。
一、二氧化碳的物理性质
标准状况下二氧化碳是一种无色、无味、密度比空气大、能溶于水的气体。增大压强、降低温度能变成固体，俗称“干冰”。
二、二氧化碳的化学性质
(1)一般情况下，不能燃烧，也不支持燃烧
二氧化碳能使燃着的木条熄灭，说明它既不能燃烧也不支持燃烧。不支持燃烧是相对的，指它不支持非还原性物质燃烧，却能支持一些还原性很强的物质（如活泼金属镁）燃烧。
(2)与水反应生成碳酸
CO2+H2OH2CO3，CO2能使紫色石蕊试液变成红色，碳酸不稳定容易分解，H2CO3 H2O+CO2↑
(3)与Ca(OH)2反应，生成白色沉淀碳酸钙，CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
CO2能使澄清石灰水变浑浊，用来检验二氧化碳的存在。
三、二氧化碳的用途
①灭火：既不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大
②作化工原料：制纯碱、饮料、尿素等
③作气体肥料：植物进行光合作用的原料
④做制冷剂：干冰升华吸热
四、二氧化碳对生活和环境的影响
（1）温室效应的产生
因为大量使用化石燃料，森林破坏，大气中CO2增多，地面吸收的太阳光不易散失而导致全球变暖，这种现象称为“温室效应”。能产生温室效应的气体除了CO2，还有臭氧（O3）、甲烷（CO4）和氟氯代烷等。
（２）温室效应产生的危害
①两极冰川融化，海平面上升淹没部分沿海城市；②导致土地沙漠化；③造成农业减产。
（３）防治温室效应的措施
①减少使用煤、石油和天然气等化石燃料；②更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；④限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用。
五、实验室制取CO2
反应原理： CaCO3+2HClCaCl2+H2CO3
碳酸不稳定，易分解生成水和二氧化碳：H2CO3CO2↑+H2O
总的化学反应方程式是：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
误区警示
①不能选用浓盐酸，因浓盐酸挥发性太强，能挥发出大量的氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯。
②不能选用硫酸，因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀，包在碳酸钙的表面，会阻止反应继续进行。
③不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石，因为它们易溶于水，反应速率快，难以控制。
反应装置
也可以使用以下装置：
实验步骤
1.检查装置的气密性。2.加入石灰石或大理石。3.加入稀盐酸。4.收集CO2。
方法点拔
二氧化碳的检验与验满方法不同。检验是验证这种气体是否是二氧化碳，需通入澄清的石灰水，看是否变浑浊。而验满是将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满；否则，未满。
二氧化碳和氧气的制取相关性质比较
反应物的状态
反应条件
气体密度与空气相比
是否与水反应
二氧化碳
固体+液体
常温
大
反应
氧气
固体、或固体+液体
加热或常温
略大
不反应
【典型例题】
例1. 实验室制备CO2，可选择的试剂组是（ ）
A. 石灰石和稀盐酸 B. 碳和氧化铜
C. 大理石和稀硫酸 D. 碳酸钠和稀盐酸
答案：A
例2.下列气体中，既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集的是（ ）
A. 氧气 B. 氢气 C. 二氧化碳 D. 氯气
答案：B
例3. 某同学在实验室里准备用大理石（主要成分是CaCO3）和稀盐酸制取二氧化碳。
请回答下列问题：
（1）应选择 发生装置，写出该装置中发生反应的化学方程式
（2）要收集一瓶二氧化碳，应选择装置 （填字母）。
（3）如果用该装置制取CO2，则如何证明瓶里已收集满了CO2？
（4）集满CO2的集气瓶应如何放置
（5）该同学现进行二氧化碳性质的实验，如下图所示，点燃两支短蜡烛，然后沿烧杯内壁倾倒二氧化碳。根据实验回答：
①观察两支蜡烛的变化，写出实验现象。
②这个实验说明了什么？
答案：
（1）A CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
（2）B
（3）将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表示CO2已集满。
（4）应瓶口朝上放置。
（5）①蜡烛自下而上熄灭 ②二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧
1、下列关于二氧化碳的叙述中，错误的是 （ ）
A、自然界中二氧化碳处于循环状态 B、二氧化碳可用于生产碳酸饮料
C、干冰可用于储藏食物和人工降雨 D、可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳
【答案】D
2、为了区别O2和CO2两瓶（或两种）无色气体，下列方法不可行的是（ ）
A、分别通入紫色石蕊试液中
B、分别倒入适量NaOH溶液，振荡
C、用燃着的木条分别伸入瓶中
D、用塑料可乐瓶分别盛满上述两种气体后各倒入约1/5容积的水，盖紧瓶塞振荡
【答案】B
3、低碳经济是一种以低能耗、高效能和较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展
模式。生活中就是要节能、减少一次性物品消耗。下列不属于“低碳”行为的是（ ）
A、少用冰箱储存食物 B、出门时随手关闭电器电源
C、购物时尽量使用一次性塑料袋 D、用节能灯替换家里的白炽灯泡
【答案】C
4、实验室制二氧化碳适宜的仪器是（ ）
A.广口瓶、集气瓶、酒精灯
B.漏斗、广口瓶、集气瓶、水槽
C.长颈漏斗、广口瓶、集气瓶
D.长颈漏斗、大试管、集气瓶
【思路解析】因为实验室制二氧化碳的反应物是固体与液体，反应不需要加热，故不用酒精灯；又因为二氧化碳能溶于水，且与水发生化学反应，故不能用排水法收集。
【答案】C
5、在实验室里制取二氧化碳时一般采取以下操作步骤：①装入块状的大理石或石灰石；②用向上排空气法收集二氧化碳；③连接仪器，检查装置的气密性；④倒入稀盐酸。则正确的操作步骤为___________（填序号）。
【思路解析】此题考查制取二氧化碳操作步骤。
【答案】③①④②
6、二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较：
气体名称
实验装置图
反应物状态
反应条件
气体密度比空气大或小
是否与
水反应
二氧化碳
氧气
【思路解析】当用排气法收集气体时，利用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气和制取二氧化碳的装置完全相同。因为反应物都是固体和液体，反应都不需要加热，且氧气和二氧化碳的密度都比空气的大。为了使收集到的气体更纯，需将导气管伸到集气瓶底，但不能触及瓶底。二氧化碳不能用排水法收集，因为二氧化碳不但能溶于水，而且还能与水反应生成碳酸。
【答案】(1)固体与液体 不需加热 大 与水反应 (2)固体、固体与液体 需要加热 大 不与水反应
7、某同学设计了如下一组实验。取四朵被石蕊试液染成紫色的干燥纸花，分别按下图进行实验。完成下列问题：
Ⅰ.纸花变红；Ⅱ. ；Ⅲ.纸花不变色；Ⅳ. 。
（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明什么？
。
（3）该同学进行四组对比实验的目的是什么？（用文字叙述）
。
（4）写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式：
。
【思路解析】实验Ⅰ、Ⅱ起到了对比的作用，可以观察到稀醋酸使紫色石蕊变红，而水不能使之变色；Ⅲ中说明CO2不能使石蕊变色，喷水后紫色石蕊变红，说明CO2与水反应生成的H2CO3具有酸的性质。
【答案】（1）纸花不变色 纸花变红
（2）稀醋酸能使紫色石蕊变红，水不能使紫色石蕊变红
（3）证明水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红，酸能使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳能与水反应生成具有酸性的物质
（4）CO2＋H2OH2CO3
学生共同总结本节课知识内容，教师点评。
1.2009年12月在哥本哈根召开了世界气候大会，各国共同协商对策，以减少温室气体排放量。
下列气体中大家关注的温室气体是（ ）
A、氮气 B、氧气 C、氢气 D、二氧化碳
【答案】D
2．“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度。下列做法不符合“低碳”要求的是（ ）
A、大量植树造林，禁止乱砍滥伐 B、大量使用化石燃料
C、提倡使用节能技术和节能产品 D、尽量乘坐公交车或骑自行车出行
【答案】B
3．“转变传统观念，推行低碳生活”的主题旨在倡导节约能源和利用清洁能源，减少温室气体二氧化碳的排放。下列措施①少用煤作燃料；②减少使用私家车次数、多乘公交车或骑自行车；③废旧电池回收再利用；④开发新能源如太阳能；⑤焚烧废旧塑料可解决“白色污染”中符合该主题的有效措施是( )
A、①②④ B、①②③⑤ C、①③④ D、①②③④
【答案】A
4.可生成二氧化碳的反应很多，例如：①酒精的燃烧 ②木炭在空气中燃烧 ③碳与氧化铜反应 ④高温煅烧石灰石 ⑤石灰石与稀硫酸反应 ⑥石灰石与稀盐酸反应 ⑦碳酸钙粉末与浓盐酸 ⑧人和动物的呼吸作用。其中可用于实验室制取二氧化碳的是（ ）
A.①②③ B.③④⑤ C.⑥ D.全部
【思路解析】①②两类方法虽然能生成二氧化碳，但燃烧需在空气中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧生成的气体也难收集；③④两类方法在高温下进行，操作不便；⑤反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，反应逐渐停止；⑦反应剧烈，不易收集，并且浓盐酸挥发出氯化氢气体，使二氧化碳不纯；⑧中二氧化碳不纯，含量低。
【答案】C
5.铅蓄电池中含有硫酸，如果不慎将硫酸漏到大理石地面上，会发出嘶嘶声，并有气体产生。这种气体是( )
A.二氧化硫 B.氧气 C.氢气 D.二氧化碳
【思路解析】硫酸与大理石的反应原理为：H2SO4+CaCO3====CaSO4+CO2↑+H2O，据此可知产生的气体为CO2。若错选A，则是对硫酸与大理石(CaCO3)的反应原理没有掌握。
【答案】D
6.下图是他们设计的一个二氧化碳发生装置，对其优缺点的评价，错误的是：（ ）
A、所用材料均为家庭废品，有较好的资源利用意识
B、使用碱石灰（主要成份NaOH和生石灰）有利于得到干燥二氧化碳气体
C、将石灰石放入铜丝网，不用时可使反应中止，体现便利使用的设计思想
D、利用拉动铜丝的设计，要注意保证气密性良好，方能使实验成功
解答： B
7．利用下列仪器进行气体的制取和性质实验．请完成下列问题．
（1）仪器B、I的名称分别是 、 ；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，仪器的装置组合是 ： （填字母），反应的化学方程式为 ： ；
（3）实验室制取二氧化碳，所用的药品是： ，从上述仪器中组合3套发生装置为
、 、 （填字母），检验二氧化碳收集满的方法是 ：
．
（4）在B中收集满二氧化碳，倒扣于盛有水的H中，一段时间后，B中液面 （填“上升”或“不变”）；
【答案】（1） 试管 酒精灯 （2） BCGHI ； 2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2↑
（3） 稀盐酸和石灰石
ADE、BF、BDE 将燃着的木条放在集气瓶口 （4） 上升
8.现测得二氧化碳在空气中的含量为0.038%，当其含量超过0.05%时就会加剧温室效应．所以人们一方面想限制其排放量，另一方面又想对它进行再利用．
（1）目前有以超临界（一种介于气态和液态之间的状态）CO2作致冷剂（以前曾用氟利昂），这种做法对环境的积极意义在于 ．
（2）有科学家提出回收利用CO2的构想：把空气吹入碳酸钾溶液，从溶液中提取出CO2，又在合成塔使之变为燃料甲醇（CH3OH）．该技术流程如下：
（说明：吸收池中盛有饱和K2CO3溶液，发生反应K2CO3+H2O+CO2=2KHCO3．合成塔内的反应条件为300℃、200kPa和催化剂．）
①分解池中发生反应的化学方程式为 ．
②请在上述流程图中标出可循环利用的物质的名称和循环的方向（用箭头表示）．
③在该流程图中，吸收池和分解池所起的作用是 ．如果将空气直接通入合成塔，可能会引起的危险是 ．
④合成塔内的反应为 ，生产3.2吨甲醇，可回收空气中的CO2 吨．
答案：（1）防止臭氧层破坏；（2）①2KHCO3=={△}==K2CO3+H2O+CO2↑；②循环利用的物质为K2CO3，循环的方向为分解池指向吸收池；③得到纯净的二氧化碳气体；氢气不纯会引起爆炸；④CO2+3H2=CH3OH+H2O；4.4．
9.通过化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置．请结合下图回答问题：
（1）写出图中标号的仪器名称：a _______；b_______；
（2）用A装置制取O2时，A中应放 MnO2;其作用是__________；
（3）实验室制取二氧化碳一般有以下步骤：①检查装置的气密性；②按要求连接制取装置；③向长颈漏斗中注入盐酸；④收集气体；⑤向大试管内放入石灰石，操作顺序正确的是 ；
A．①②③④⑤B．②①③④⑤C．②①⑤③④D．③④⑤②①
实验室制取CO2发生反应的化学方程式为_____________，收集二氧化碳气体的方法是_________；
（4）加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式是 ________________，选用的发生装置 ，收集装置 __ ；
（5）通常情况下，氢气是无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体．实验室常用固体锌粒与稀硫酸在常温下直接反应制取氢气，可选用的发生装置 ，收集装置是 ．写出实验室制取氢气的化学方程式 __________________．
答案：（1）试管；铁架台
（2）MnO2起催化作用
（3）C；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；向上排空气法
（4）2KMnO4=={△}==K2MnO4+MnO2+O2↑；B；C、D
（5）A；C、E；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
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