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二氧化碳
教
学
过
程
奇妙的二氧化碳
学习目标:
1.了解二氧化碳的物理性质,理解二氧化碳的化学性质,知道二氧化碳的用途以及对社会生活环境的影响。
2.二氧化碳实验室制备的原理、装置和操作。
学习重(难)点:
1.二氧化碳的化学性质、用途以及对社会生活环境的影响。
2.二氧化碳的实验室制备的原理、装置和操作。
一、知识点
1.物理性质
(1)、在通常状况下是一种、的气体能溶于水,溶于水。
(2)、加温或加压可变成液体,常压缩在钢瓶中存,进一步降温或加压变为固体,即俗你。
“干冰”可直接变成气体。
二氧化碳比空气密度。
(3)、二氧化碳无毒,但不能供给动物呼吸,是一种窒息性气体。
在空气中通常含量为0.03%(体积),若含)量达到10%时,就会使人呼吸逐渐停止,最后窒息死亡)枯井、地窖、地洞底部一般二氧化碳的浓度较高,所以在进入之前,应先用,如熄灭或燃烧减弱,就不能贸然进入,以免发生危险
思考:
实验室制取二氧化碳应用方法收集。
2.二氧化碳的化学性质
(1)、二氧化碳与镁带反应
二氧化碳常作,但是由于二氧化碳在较高温度下能够与金属镁剧烈反应,所以金属镁发生火灾___使用干冰灭火器。
二氧化碳与镁带反应的文字表达式
现象是
(2)、二氧化碳与水反应
(1)二氧化碳能溶于水,且与水发生化学反应,文字表达式
加入紫色石蕊试剂后显。
像石蕊这样遇到酸性溶液或碱性溶液变色的物质叫做。
(2)碳酸很不稳定,受热分解,溶液由又变为。
文字表达式
(3)、二氧化碳与石灰水反应
在学习空气成分时我们讲到说明空气中含有二氧化碳,化学上也常用这个方法鉴别、检验二氧化碳。
文字表达式
实验现象
(4)、二氧化碳持续通入澄清石灰水,我们会看到现有浑浊,而后消失,这是因为
,
(使用化学文字表达式作答),后一个反应也是溶洞的形成原因。
由于
反应,形成了钟乳石、石柱等。
二.二氧化碳的用途
(1)、灭火既利用其物理性质(密度比空气大),又利用了其化学性质(不能燃烧,也不支持燃烧)。
(2)、干冰用于人工降雨、制冷剂(利用干冰升华时要吸收大量的热)。
(3)、气体肥料。
(4)、光合作用。
(5)、化工产品的原料。
三、二氧化碳的制取
实验原理:
实验室主要利用石灰石(或大理石)和稀盐酸来制取二氧化碳。
石灰石(或大理石)的主要成分是碳酸钙:
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
实验目的:
1.了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。
2.探究实验室中制取二氧化碳的装置。
3.了解实验室中制取气体的思路和方法。
4.通过这个实验要使学生再次练习检查装置的气密性、用向上排气法收集气体、使用量筒等实验操作技能,并使学生学会鉴定二氧化碳的实验操作方法。
实验用品:
石灰石、稀盐酸、澄清石灰水
锥形瓶、长颈漏斗、导管、橡皮塞、集气瓶、玻璃片
实验步骤:
实验室制取二氧化碳的装置:
实验步骤
实验现象
解释和结论
选取装置,将仪器如图所示安装好。
检验装置的气密性
实验室制取气体的装置跟反应物的状态和反应条件有密切的联系。
往锥形瓶中装入石灰石,在长颈漏斗中注入盐酸,使盐酸注入锥形瓶中,以浸没石灰石为宜。
石灰石表明出现大量气泡
石灰石主要成分是碳酸钙
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
用向上排空气法收集气体
二氧化碳密度比空气大
检验气体是否集满
用燃着的木条放在集气瓶口
火焰熄灭
说明二氧化碳已经集满
实验点拨:
1.原理拓展
(1)总结实验室中制取气体的思路和方法。
①先要了解在实验室的条件下,可以用什么药品,通过什么化学反应来制取这种气体?
②根据反应物的状态、反应所需条件和生成气体的性质来设计实验装置。
气体的发生装置主要决定于反应的条件、反应物的状态;气体的收集方法主要决定于气体的性质。
③需要通过什么实验来验证制得的气体就是所要制的气体。
气体的检验是利用了气体的特定化学性质,如检验氧气是看能否使带火星的木条复燃,而检验二氧化碳一般看能否使澄清石灰水变混浊。
(2)碳酸钙和稀盐酸的反应可以分成两个阶段来看:
碳酸钙+盐酸→氯化钙+碳酸
碳酸→水+二氧化碳
2.注意事项
实验室制取二氧化碳的试剂特点
(1)制备二氧化碳的盐酸不宜太浓,否则从盐酸里会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯,有时还会影响实验的结果。
(2)不宜使用硫酸和石灰石来制取二氧化碳,因为硫酸与碳酸钙反应后生成溶解性较小的硫酸钙,会覆盖在石灰石表面从而阻止反应的继续进行。
(3)如果使用长颈漏斗,最好不要使用纯净的碳酸钙或碳酸钠。
因为使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠会造成反应过快,不宜控制。
但是将长颈漏斗改成分液漏斗,就可以使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠来制取二氧化碳了。
3.误点评析
(1)长颈漏斗下口没有伸入液面下,会导致二氧化碳从长颈漏斗逸出。
(2)出气导管管口不应伸入液面下,这样二氧化碳会把酸液沿导管压出,无法收集气体,该出气导管管口应在锥形瓶上方,略伸出橡皮塞。
实验拓展:
1.各类装置的气密性检验
由于实验室制取二氧化碳使用石灰石和稀盐酸,一种是固体,一种是液体,且反应不需条件。
因此在实验室可以使用下列装置作为气体发生装置。
D
C
B
A
A装置的气密性检验比较简单,在导管右端套上橡胶管和直角弯导管,并将导管的一端浸入水中,然后用手紧贴试管的外壁,如果水中的导管有气泡冒出,说明装置不漏气。
B装置的气密性检验可以在导管右端套上橡胶管并夹上弹簧夹(止水夹),然后朝长颈漏斗中注水,当水浸没长颈漏斗下端后继续注水至形成水柱,停止注水后水柱不下降说明气密性良好。
C、D装置气密性的检验与B类似。
2.气体收集方法
气体的收集方法与气体的性质密切相关。
密度比空气大的气体,又能在空气中稳定存在的气体可以用向上排空气法收集,如氧气、二氧化碳等。
密度比空气小的气体,又能在空气中稳定存在的气体可以用向下排空气法收集,如氢气、甲烷等。
气体的密度与其相对分子质量大小有密切关联,一般来说在通常情况下,我们把空气的平均相对分子质量定为29,如果气体的相对分子质量大于29,密度就大于空气,反之气体的密度就小于空气。
如果气体难溶于水或不易溶于水,又不与水反应就可以用排水集气法收集,如氧气、氢气、氮气等。
向上排空气法与向下排空气法可以收集较为干燥的气体,但是气体中空气的含量可能较多,气体不够纯净。
排水集气法可以收集较为纯净的气体,但是气体中会含有水蒸气。
所以气体的收集要视具体情况而定。
3.除去二氧化碳气体中杂质的方法
实验室制取的二氧化碳气体中常见的杂质是由于盐酸挥发而生成的HCl气体和水蒸气,除HCl气体可以用饱和的碳酸氢钠溶液,除去水蒸气可用浓硫酸。
可以将气体发生器导出的气体依次通过下面的装置:
浓硫酸
饱和的碳酸氢钠溶液
去除杂质原理:
二氧化碳不与碳酸氢钠反应,并且难溶于饱和碳酸氢钠溶液,盐酸能与碳酸氢钠反应:
盐酸+碳酸氢钠→氯化钠+水+二氧化碳
浓硫酸有强烈的吸水性,可吸收二氧化碳气体中的水蒸气。
四、经典题型讲解
一、选择题
1(2012年山东日照,6题)下列做法不符合“低碳环保”理念的是()
A.为了节约用纸,两面使用草稿纸B.为了“QQ”能够升级,长期把“QQ”挂在线上
C.为了提高资源利用率,将垃圾分类回收D.减少使用私家车次数,多乘公交车、骑自行车或步行
[考的知识点]:
[解题思路]:
2(2012年湖南娄底,10题)“低碳生活”倡导我们在生活中所耗用的能量、材料要尽量减少,从而减低二氧化碳的排放量,下列做法不符合“低碳生活”理念的是()
A.教科书循环使用
B.少使用电子邮箱、QQ等即时通讯工具
C.夏天为了更凉快,把室内空调温度设置到很低
D.提倡乘坐公共交通工具,骑自行车或步行等出行方式
[考的知识点]:
[解题思路]:
3(2012年四川资阳,8题)下列实验或实验现象正确的是()
A.铁丝在空气中燃烧,火星四射
B.用带火星的木条伸进集气瓶检验氧气是否收集满
C.欲称量锌粒与烧杯中稀盐酸反应前后的总质量,来验证质量守恒定律
D.用导管向紫色石蕊试液中吹入呼出的气体,石蕊变红;加热,溶液又变成紫色
[考的知识点]:
[解题思路]:
4(2012年甘肃兰州,6题)“低碳生活”是指在生活作息时间时减少能量耗用,使二氧化碳排放降低的一种时尚生活方式。
下列不符合“低碳生活”主题的是()
A用旧报纸制铅笔杆B参加“地球熄灯一小时”活动
C开发回收利用二氧化碳新技术D深秋时节焚烧落叶
[考的知识点]:
[解题思路]:
5(2012浙江杭州,10题)小张用足量的盐酸、石灰石反应,并尝试直接利用右图所示装置制取和收集一瓶CO2。
你认为小张()
A.不可能收集到一瓶CO2,因为CO2可溶于水
B.选择B、C两种装置,导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C.选择B、C两种装置,导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D.选择A、B两种装置,导管a接导管b可收集到一瓶CO2
[考的知识点]:
[解题思路]:
6(2012浙江杭州,15题)常温下块状大理石投入足量稀硫酸中,刚开始能产生气体,但很快就停止产生。
而将大理石粉末逐步加人足量稀硫酸中却能持续产生气体。
由此得出的结论或推理正确的是()
A.物质间是否发生化学反应,只和反应的条件有关B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应
C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同D.硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解
[考的知识点]:
[解题思路]:
7(2012年重庆,13题)
2011年10月,“碳捕集与封存国际论坛”在重庆召开,重庆合川介绍了把CO2压缩、液化后封存在泥岩中的方法。
关于封存CO2的必要性和可行性的叙述中错误的是()
A.CO2分子间有间隔B.CO2气体较易液化
C.CO2是导致酸雨的主要气体D.大气中CO2增加会造成温室效应
[考的知识点]:
[解题思路]:
8(20
12年江苏连云港,31题)下列判断正确的是()
A.铅笔中含有铅B.不锈钢属于纯净物C.干冰属于氧化物D.C60属于化合物
[考的知识点]:
[解题思路]:
9(2012年四川泸州,10题)固体CO2又称干冰,易升华。
干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾,下列关于干冰灭火的说法不正确的是()
A.干冰升华时吸热,降低可燃物的着火点B.CO2覆在可燃物表面,隔绝空气
C.CO2不能支持燃烧D.干冰升华后不污染档案资料[来源:
Zxxk.Com]
[考的知识点]:
[解题思路]:
10(2012广西南宁,15题)下列关于二氧化碳的认识中,正确的一组是()
①二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子
②二氧化碳可供绿色植物光合作用
③久未开启的菜窖内二氧化碳含量比空气中的高
④二氧化碳能使被石蕊溶液染成紫色的干燥纸花变红
A.①②③B.②③C.②③④D.①②③④
[考的知识点]:
[解题思路]:
二、填空题
1:
下列为小明同学在实验室制取CO2并检验CO2性质的实验装置示意图。
试回答:
(1)仪器名称:
a ;b 。
(2)实验室一般用 和 制CO2,在开始实验之前应先 再加入药品,此反应的化学反应表达式为 。
(3)用A装置制取CO2时应如何检查气密性?
(用文字或图示说明)
(4)该同学用B瓶收集满一瓶由装置A中产生的CO2后,往瓶中倒入澄清石灰水,迅速用事先绑好的一个小气球胶塞塞紧,振荡,可以观察到小气球逐渐涨大。
其原因是
,写出B中反应的化学反应表达式 。
[考的知识点]:
[解题思路]:
答案
(1)长颈漏斗,锥形瓶
(2)石灰石(或大理石),稀盐酸,检验装置气密性,碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
(3)在导管右端套上橡胶管并夹上弹簧夹(止水夹),然后朝长颈漏斗中注水,当水浸没长颈漏斗下端后继续注水至形成水柱,停止注水后水柱不下降说明气密性良好。
(4)瓶中二氧化碳与石灰水反应后致使气压减小,二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
2:
化学实验室兴趣活动时,两位同学拿出两瓶无标签的试剂,分别是固体和液体,他们们取少量试剂在试管中混合,立即产生一种无色气体。
两位同学想对此气体展开了一系列探究,请你帮助他们一起完成
(1)①此气体是什么物质?
验证它的实验方案如下:
猜想
实验步骤
现象及结论
此气体可能是。
产生此气体的化学反应可能是 (用文字表达式表示);
②若想制取该气体,采用的发生装置可选取下图中的 (填序号),收集装置是 ;
③如用下图装置收集该气体,气体由 端(填“a”或“b”)导人。
a
b
(2)如猜想此五色气体还可能是另外一种气体,可以产生它的化学反应表达式是 。
[考的知识点]:
[解题思路]:
答案:
(1)①二氧化碳;将生成的气体通入澄清石灰水;若澄清石灰水变混浊,则该气体是二氧化碳;碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
②B,E③b
(2)双氧水水+氧气
或:
(1)①氧气;用带火星的木条伸入集气瓶中;若木条复燃,则该气体是氧气;
双氧水水+氧气
②B,C或E③b
(2)碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
举一反三:
现有下列A、B、C、D、E五种实验装置
B
A
E
D
C
根据题意,将装置序号填入空格中
(1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气,气体发生装置可用 装置,收集干燥的氢气应用 装置。
(2)如果实验室加热氯酸钾(常温时白色固体)和二氧化锰的混合物制备氧气,气体发生装置可用 装置。
(3)SO2是无色有刺激性气味的气体,比空气重2.26倍,易溶于水。
实验室常用固体亚硫酸盐与稀硫酸制取少量的SO2,气体发生装置应用 装置,收集用 装置。
[考的知识点]:
[解题思路]:
答案:
(1)B,E
(2)A(3)B,D(SO2有毒,最好在通风厨内收集或利用排饱和亚硫酸钠法收集)
课后练习
1.(2012年江苏苏州,18题)下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是
A.因为通常情况下二氧化碳密度大于空气.故能用向上排空气法收集
B.因为二氧化碳在水中的逸出速率大于溶解速率,故也可用排水法收集
C.在发生装置中加人块状石灰石和硫酸
D.因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应,故气体发生装置不需要加热
2.(2012年江苏苏州,22题)下列有关鉴别二氧化碳、氧气的方法错误的是
A.观察气体颜色B.用澄清石灰水C.用带火星的木条D.用紫色石蕊试液
3.(2012年江苏苏州,27题)下列关于二氧化碳的说法错误的是
A.二氧化碳可用于制碳酸类饮料B.干冰(固体二氧化碳)可用于人工降雨
4.(2012浙江杭州,15题)常温下块状大理石投入足量稀硫酸中,刚开始能产生气体,但很快就停止产生。
而将大理石粉末逐步加人足量稀硫酸中却能持续产生气体。
由此得出的结论或推理正确的是
A.物质间是否发生化学反应,只和反应的条件有关B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应
C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同D.硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解
5.(2012年重庆,13题)
2011年10月,“碳捕集与封存国际论坛”在重庆召开,重庆合川介绍了把CO2压缩、液化后封存在泥岩中的方法。
关于封存CO2的必要性和可行性的叙述中错误的是()
A.CO2分子间有间隔B.CO2气体较易液化
C.CO2是导致酸雨的主要气体D.大气中CO2增加会造成温室效应
6.(20
12年江苏连云港,31题)下列判断正确的是
A.铅笔中含有铅B.不锈钢属于纯净物C.干冰属于氧化物D.C60属于化合物
7.(2012年四川泸州,10题)固体CO2又称干冰,易升华。
干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾,下列关于干冰灭火的说法不正确的是()
A.干冰升华时吸热,降低可燃物的着火点B.CO2覆在可燃物表面,隔绝空气
C.CO2不能支持燃烧D.干冰升华后不污染档案资料[来源:
Zxxk.Com]
8.(2012年广东梅州,8题)日常生活中,下列做法正确的是()
A.电视机着火时用水浇灭B.用钢丝刷擦洗铝锅上的污垢
C.进入久未开启的菜窖前先进行灯火实验D.焚烧废弃塑料解决“白色污染”
9.(2012年山东泰安,16题)对比是学习化学的重要方法。
下列关于CO2与CO的比较错误的是
A.一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子B.CO2能溶于水,CO难溶于水[来源:
Z,xx,k.Com]
C.CO2可用于光合作用,CO可用于人工降雨
二、填空、简答题
10.(2012年内蒙古呼伦贝尔,16题)2010年全国“两会”代表和委员们首次使用环保“石头纸”制作的便笺和文件袋。
“石头纸”是一种低碳经济的绿色产品,它的主要成分是一种难溶性钙盐。
某化学兴趣小组的同学对“石头纸”的成分进行如右图所示的实验探究,观察到澄清石灰水变浑浊.请回答下列问题:
(1)生活中的主要成分和“石头纸”的主要成分相同。
(2)装置A、B中发生反应的化学方程式分别为:
;。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
(3)请说出你在日常生活中符合“低碳生活”的做法(列举一例即可)。
11.(2012年山东青岛,23题)含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格:
(1)在学习化学的过程中我们认识的①一氧化碳、②碳酸、③蛋白质、④淀粉,都是碳家族的成员。
其中(请选择上述物质的编号填空):
可乐中含有的一种酸是________;用于冶炼金属的氧化物__________;与碘水作用呈蓝色的是________;能在人体内分解成氨基酸的物质是___
_____。
(2)二氧化碳的循环对于地球环境有着重要的影响。
含碳物质的燃烧是生成二氧化碳的途径之一,木炭在空气中完全燃烧的化学方程式为:
__________________________。
自然界中消耗二氧化碳的主要途径是____________________________。
12.(2012年四川达州,19题)酸雨给人类生活和社会发展带来了严重危害。
汽车尾气是导致酸雨的重要原因,为减少有害气体的排放,人们在汽车排气管上安装“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为空气中体积分数最多的气体和CO2。
回答下列问题:
(1)写出转化的化学方程式:
。
(2)化学反应中,元素的化合价升高,则该元素所在的反应物是还原剂,反之则为氧化剂。
那么上述反应中的NO是剂。
(3)上述反应产生的CO2大量排放会导致,植树造林、低碳环保刻不容缓。
(4)实验室,若要充分吸收大量的CO2,下列试剂中最合适的是。
A、水B、澄清石灰水C、饱和氢氧化钠溶液
教
学
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程
教
学
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