初中化学备课参考 大自然中的二氧化碳 (2)

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b.与水反应: CO2 H2O H2CO3
c.与石灰水反应: CO2 Ca OH CaCO3 H2O 2
4.CO2 的用途 制作碳酸饮料、作温室气体肥料、灭火、干冰作制冷剂等。 5.疑难突破 1.实验室能够产生二氧化碳的途径有多种,如:碳的燃烧、木炭还原氧化铜、一氧化碳还原 氧化铜、高温分解石灰石、含碳化合物的燃烧、碳酸钠与稀盐酸的反应以及大理石与稀硫酸 的反应等等,为什么单单选用大理石(或石灰石)与稀盐酸的反应呢? 剖析:碳的燃烧,木炭还原氧化铜,一氧化碳还原氧化铜,高温分解石灰石制二氧化碳成本 高、操作麻烦、纯度低,不适宜于实验室制取二氧化碳。而碳酸钠与稀盐酸的反应速率太快, 不易收集。大理石(或石灰石)是块状固体,碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙,不易溶于水, 覆盖在碳酸钙表面,阻隔了硫酸与碳酸钙的接触,所以反应很快停止了。
中考考点对接
(2012•自贡)有甲、乙、丙三种纯净物,甲为黑色固体,乙、丙为无色气体。点燃时,甲 既能生成乙,也能生成丙;丙点燃也能生成乙。在以下关于这三种物质推断的叙述 s,正确 的是( ) A.甲是一种化合物 B.乙是一氧化碳 C .丙是一氧化碳 D .丙是二氧化碳 解析:常见的黑色可燃性固体主要有铁和碳,若黑色固体为碳,碳完全燃烧生成二氧化碳气 体,不完全燃烧生成的一氧化碳可以继续燃烧生成二氧化碳,此三种物质与题目中的转化形 式相符合;若黑色固体为铁,铁燃烧只能生成四氧化三铁,不符合题中三种物质的转化形式 。 解答:解:黑色固体若为单质碳,则乙、丙物质为一氧化碳或二氧化碳,又丙点燃也能 生成 乙的转化关系,则丙为一氧化碳气体、乙为二氧化碳气体; 故选 C (2012•资阳)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 解析: A、铁在空气中只能烧至发红,不会产生火星,故选项说法错误。 B、检验氧气是否收集满时应将带火星的木条放在集气瓶口,故选项说法错误。 C、锌粒与烧杯中稀盐酸反应有氢气生成,氢气逸散到空气中,不能用于验证质量守恒定律, 故选项说法错误。 D、呼出的气体中含有二氧化碳,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能 使紫色石蕊溶液变 红;加热后,碳酸分解生成水和二氧化碳,溶液又变成紫色;故用导管向 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;故选项说法正确。 答案:D (2012•肇庆)如图所示的基本实验操作中错误的是( )
A 通过灼热的碳 B 通 过灼热的碳C 通过灼热的CuO B 通过Ca(OH )2溶液 D
判断 A、B、C、D 各是什么物质? 解析:首先分析 A 气体与灼热的碳反应生成 B,B 可以是 CO 或 CO2,接着 B 又与灼热的 碳反应。确定 B 只能是 CO2,因为 CO 不与灼热的碳反应,所以推断出 A 是氧气,B 是二 氧化碳,C 是一氧化碳,D 是碳酸钙。 答案:A.氧气 B.二氧化碳 C.一氧化碳 D.碳酸钙
第三节 大自然中的二氧化碳
课程标准要求
1.二氧化碳的循环以及对生活和环境的影响 2.二氧化碳的实验室制法 3.CO2 的性质和用途
教材内容全解
1.二氧化碳的循环以及对生活和环境的影响 (1)二氧化碳的生成和消耗:人和动植物的呼吸、化石燃料的燃烧都产生二氧化碳。而自然 界消耗二氧化碳主要依靠绿色植物的光合作用以及水和矿物质对二氧化碳的溶解。 (2)大气 中二氧化碳增多的原因及危害:人口增多、大量使用化石燃料、大量森林遭到破坏, 导致 大气中二氧化碳含量不断上升,引起了温室效应。 (3)控制温室效应的措施:减少化石燃料的使用;开发新能源或清洁能源;大力植树造林, 严禁乱砍滥伐等。 2.二氧化碳的实验室制法 (1) 实验室制取气体的思路和方法: 首先要研究气体实验室制取的化学反应原理,即选择合适的反应物和反应条件(如常温、加 热、加催化剂等),还要选择合适的实验装置,并需研究如何验证制得的气体就是所要制的 气体。 (2)实验室制取二氧化碳的反应原理为: CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 。 (3)常用的实验室制取 CO2 的装置如图 4-13:
A. 倾倒液体
B. 检查气密性
C. 收集二氧化碳气体
D. 滴加少量液体 解析: A、取用液体时:注意瓶口、标签 8 位置,瓶塞 8 放置;标签应向着手心,瓶塞倒放 ; 图 中 操 作 错 误 ; B、检查气密性时,手要紧握试管外壁,导管伸入水中,看是 否有气泡冒出,图中操作正确; C、收集二氧化碳气体要用向上排空气法,导管伸入集气瓶底部,图中操作正确; D、胶头滴管伸入试管内或接触试管,会造成药品 8 污染,图中操作错误。 答案:AD.
则该气体为 CO2。反应的化学方程式为:CO2 Ca OH CaCO3 H2O。 2
②验满的方法:将一根燃着的木条放在集气瓶口(不要伸入瓶内),如果木条立即熄灭,则 CO2
气体已集满。 (6)实验室制取二氧化碳的操作步骤 一般步骤为:①按要求连接好仪器 ②检查装置的气密性 ③向反应器中装入大理石 ④ 向长颈漏斗中注入稀盐酸 ⑤收集气体 ⑥验满 3.CO2 的性质 (1)物理性质:无色、无味、密度比空气大、能溶于水的气体。 (2) 化 学 性 质 : a.不燃烧,也不 支持燃烧,不供给呼吸
CO2 H2O H2CO3
是 H2CO3 使紫色石蕊试液变红的。 问题 2: 你们能总结出实验室制取气体的制备装置取决于什么? 探究:①取决于反应物的状态;②反应条件。
反应物的状态不同选用装置不同,如制 H2,是固体与液体反应,要选用带有分液漏斗
的装置,而制 O2 是直接用固体加热,要选用大试管、酒精灯等加热装置。
探究:实验一:向干燥的紫色石蕊试纸上面洒水。 实验二:将干燥的紫色石蕊试纸放入盛有 CO2 气体的集气瓶。 实验三:先向干燥的紫色石蕊试纸上面洒水,然后再将湿润的紫色石蕊试纸放入盛有 CO2 气体的集气瓶。 现象:实验一、实验二中的紫色石蕊试纸未变红,实验三中的紫色石蕊试纸变红了,说明 紫 色石蕊试液变红是 CO2 气体和水共同作用的结果,实质上是:
(2)图 4-15 是实验室制备 CO2 的装置图。该装置的特点是:打开弹簧夹,大理石和盐酸接触
, 发生反应;关闭弹簧夹后,盐酸被反应产生的 CO2 气体压回长颈漏斗,与大理石分离
,停 止反应。
图 4-15
用该装置制备 CO2 可起到节约药品和取用方便的效果。图 4-17 装置中哪些可以起到与
图 4-15 装置相同的效果?
图 4-13 (4)CO2 的收集:CO2 密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸,一般只用向上排空气法 收集 CO2 气体。收集气体时,导气管应伸入集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气,使收集到 的气体纯度较高。 (5)CO2气体的验证 ①检验方法:将生成的无色、无味的气体通入到澄清的石灰水中,若澄清的石灰水变浑浊,
解析:两枝蜡烛都熄灭是毫无疑问的,哪一枝蜡烛先熄灭?蜡烛在很小的空间内燃烧,放出
的热量使生成的 CO2 分子的间隔变大,从而使 CO2 的密度变小,大部分 CO2 就集中在钟罩 的上部。随着燃烧的进行,钟罩上部的 CO2 越来越多,由于 CO2 不能支持燃烧,高处蜡烛 会先熄灭,低处蜡烛也相继熄灭。蜡烛燃烧生成的 CO2 被澄清的石灰水吸收,石灰水变浑 浊; CO2 被吸收后,钟罩内压强要减小,钟罩内水面上升。钟罩内的液面为什么不能上升 约 1/5 体积呢?应围绕蜡烛燃烧和石灰水吸收 CO2 这两个反应去考虑:钟罩内的 O2 是否消耗 完了,生成的 CO2 是否全部被吸收了?由于 CO2 不能支持燃烧,当钟罩内 CO2 浓度过高, 在 O2 没有消耗完之前,蜡烛熄灭是很有可能的;如果摇动钟罩,CO2 可能会被全部吸收, 而实验中并没有摇动的操作,因此生成的 CO2 没有被全部吸收也是很有可能的。 答案:(1)①高处蜡烛先熄灭,低处蜡烛后熄灭 产生的热量使 CO2 的密度变小而上升,集 中在钟罩的上部
典型例题剖析
例 1 如图 4-14 所示,水槽内盛有少量新制的澄清石灰水,点燃阶梯上的蜡烛,用玻璃钟罩 将其扣在水糟内。
图 4-14
(1)实验观察到的现象有:Leabharlann ①,原因是;

,原因是


,原因是

(2)小明用上述实验来测定空气中 O2 的体积含量,结果发现与理论数据有偏差,其原因可能

。(装置的气密性好)
②澄清的石灰水变浑浊 CO2 Ca OH CaCO3 H2O 2
③钟罩内液面上升 石灰水吸收 CO2 后,钟罩内压强减小
(2)钟罩内 O2 没有消耗完或生成的 CO2 没有被石灰水全部吸收等
例 2 (1)实验室制取大量 CO2 气体,是否能用稀硫酸和大理石为原料?
(填“是”或
“否”)为什么?

选用大理石(或石灰石)与稀盐酸的反应制取二氧化碳的理由是:石灰石(或大理市)与稀 盐酸反应不需加热,而且反应速度适中,易于收集。 2.在某些题目中会出现:刚刚制出的二氧化碳气体用导气管通入到澄清的石灰水中,未观 察 到浑浊现象。请思考其原因可能有哪些?
剖析:答案不固定,符合要求即可。 未观察到浑浊现象的原因很多,可从装置的选择、装置的气密性、酸的浓度、石灰水的有效 性等方面作答。 6.问题探究 问题 1: 将 CO2 气体通入紫色石蕊试液,紫色石蕊试液会变成红色。设计实验探究是什么 使紫色石蕊试液变红的。
(填写编号)。
图 4-17 解析:(1)实验室制取 CO2 气体常用稀盐酸跟大理石(或石灰石)反应,其反应原理是盐酸中 的 HCl 跟石灰石中的CaCO3反应,生成能溶于水的CaCl2、H2O 和 CO2气体。由于生成的CaCl2 能不断溶解在盐酸溶液中,生成的 CO2 气体不断挥发,所以反应能持续不断地平稳进行。 若用稀硫酸跟大理石反应时,其反应原理为 :
H2SO4 CaCO3 CaSO4 H2O CO2 。由于生成的 CaSO4 微溶于水,就会使大
理石表面被生成的 CaSO4 包裹,造成 CaCO3 不能再跟 H2SO4 接触,使反应逐渐停止。(2)正 确解答第(2)问的关键是认真审题,弄清各实验装置的反应原理。装置图中的多孔塑料片本 身不与盐酸反应,但它能使大理石跟稀盐酸之间实现接触或隔开的转换,进而实现反应进行 或停止的控制。A 中的大理石跟盐酸间没有隔离装置,不能控制反应。B 中的盐酸可通过球 形干燥管的下端细孔进入到管内球中,使盐酸跟大理石反应产生气体,关闭导气管时,管内 生成的气体又可以把盐酸压到管外,而大理石留在管内,使反应停止。C 是错误装置,D 中 的玻璃珠与盐酸不反应,但玻璃珠之间有间隔,盐酸可自由透过,能实现反应自由控制。 答案:(1)否 因为大理石与稀硫酸反应生成微溶的 CaSO4 覆盖在大理石表面,阻止了硫酸 与大理石的进一步反应 (2)BD 例 3 由气体 A 开始,可发生如下四个变化:
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