奇妙的二氧化碳-教案

第2章身边的化学物质

第2节奇妙的二氧化碳

【教学目标】

知识与技能：

1、了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用，以及对人类生产生活的意义。

2、知道二氧化碳的主要物理性质和用途。

3、掌握二氧化碳的化学性质和实验室制法。

过程与方法：

通过有关二氧化碳性质的实验，培养设计、观察、描述实验的能力，进一步学习科学探究的方法。

情感态度与价值观：

通过对二氧化碳在自然界碳循环中的作用以及对人类生活、生产的意义的了解，培养对环境的关注意识及理论联系实际的方法。

【教学重点】

二氧化碳的主要性质。

【教学难点】

实验探究二氧化碳的性质；二氧化碳的实验室制法。

【教学方法】

讲授法，实验探究法，交流讨论法。

【教学过程】

【导入】有一种物质,农民说它是“植物粮食”；消防官兵赞美它是“灭火先锋”；建筑师们却称它为“粉刷匠”；环境学家却指责它是造成全球变暖的“罪魁祸首”，这种物质是什么呢？

一、自然界中的二氧化碳

【讲解】正是由于这样一个循环作用，自然界中二氧化碳的含量保持恒定，以体积算，占空气体积的0.03％。

【拓展视野】温室效应

随着工业生产的发展和人们生活水平的提高，煤、石油、天然气消耗量急剧增加，释放的所谓的“温室效应”。

“温室效应”对人类的生存环境会产生不良影响。如地球的气温上升，将导致冰川融化，海平面上升，一些沿海城市会被淹没；有的地方会炎热得无法居住；气温上升，还会使更多的水蒸气进入大气，一些富饶的土地将变成沙漠。有的科学家认为近年来日益严重的全球厄尔尼诺现象也与“温室效应”有关。

二、二氧化碳的奇妙变化

【展示】展示一瓶可乐，并打开，可以看到许多气体冒出，这些气体就是二氧化碳。

1.二氧化碳的三态变化

【讲解】在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。在20℃时，将二氧化碳加压到5.73×106 Pa即可变成无色液体。在－56.6℃、5.27×105 Pa时变为固体。

空气中的二度高于-78℃时，雪花状的固态二氧化碳不经过液态而直接变成气态二氧化碳。干冰在气化时要吸收周围的热量，使周围环境的温度降低，空气中的水蒸气凝结成小水滴，形成人造云雾，甚至形成降水。

2.二氧化碳与水反应

提示：紫色石蕊试液遇到酸会变红色。

a.二氧化碳与水反应

实验序号

实验现象实验目的与结论

1

2 小花变红色证明酸溶液能使紫色石蕊变红色

3 小花不变色证明干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊变红色

4 小花变红色结论：二氧化碳与水反应生成了酸

这里的酸就是碳酸，它是溶解于水中的少部分二氧化碳与水发生化学反应生成的产物。

反应方程式：二氧化碳（CO

2）+ 水（H

2

O）碳酸（H

2

CO

3

）

b.碳酸受热分解

实验现象：加热后石蕊试液又变成紫色。实验结论：

反应方程式：碳酸（H

2CO

3

）二氧化碳（CO

2

）+ 水（H

2

O）

【讲述】化合反应：由两种或两种以上物质生成一种新的物质的反应。即A+B+…=C

分解反应：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。即

△

C=A+B+…

三、二氧化碳的制备与利用

1.二氧化碳的实验室制法

提示：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（检验二氧化碳）；石灰石、大理石主要成分是碳酸钙。

实验原二氧化碳

（CaCO

3）（HCl）（CaCl

2

）（H

2

O）（CO

2

）

实验装置图：

发生装置：固体 +

液体气体

收集装置：二氧化碳能溶于水，密度比空气大，且不与空气反应，选用向上排空气法。

注：长颈漏斗下端要液封，防止生成的二氧化碳气体从漏斗口逸出。

验满：将带火星的木条伸入瓶口，若木条熄灭则说明二氧化碳已收集满。

实验现象：实验结论：石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，该反应可用于实验室制取二氧化碳。

补充：

煅烧石灰石：碳酸钙氧化钙 + 二氧化碳

（CaCO

3）（CaO）（CO

2

）

生石灰溶于水生成熟石灰：氧化钙 + 水氢氧化钙

（CaO）（H

2O）（Ca(OH)

2

）

二氧化碳使澄

2.二氧化碳与灭火

向装有一高一低两支燃着的蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，观察现象。

实验现象：蜡烛按由低到高的顺序依次熄灭。

实验结论：二氧化的密度比空气大（物理性质）；不能燃烧也不能支持燃烧（化学性质）。

典例1：某校化学兴趣小组在实验室制取二氧化碳时，最好选用（）

高温

A．碳应

思路分析：实验室制取二氧化碳时用的是块状的石灰石或大理石与盐酸反应制取的。这是因为：

（1）碳酸钙粉末和碳酸钠粉末与盐酸反应制取二氧化碳时，反应速度太快不利于控制。

（2）不能用硫酸，因为反应时会生成微溶与水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面反应难以进行。

（3）不用浓盐酸，因为在用浓盐酸反应时，生成二氧化碳气体不纯，会含有氯化氢气体，对二氧化碳性质有关实验现象产生影响。

空气中二氧化碳的体积分数对人体的影响

可以下井，注意下井后入口保持开启状态，蜡烛可以不必熄灭，以便于随时观察；如果蜡烛慢慢熄灭了则说明氧气含量不足，二氧化碳含量过高，下去的话会有生命危险，要先通风一段时间。

补充：对吸入的空气和呼出的气体成分的探究

提示：氧气可使带火星木条复燃；二氧化碳可灭火、可使澄清石灰水变浑浊。

实验步骤：

1.收集两瓶空气和两瓶呼出的气体。

2.向一瓶空气和一瓶呼出的气体中各滴入数滴澄清石灰水，振荡，观察现象。

3.将燃着的小木条分别插入另一瓶空气和呼出的气体中，观察现象。

4.取两块干燥的玻璃片，对着其中一块呼气，观察玻璃片上的水蒸气的情况，并与另一块放在空气中的玻璃片做对比。

现象：2.空气中澄清石灰水浑浊的少，呼出的气体中澄清石灰水浑浊的多。

3.小木条在空气中正常燃烧直至熄灭，在呼出的气体中很快熄灭。

4.放在空气中的玻璃片无明显现象，被呼气的玻璃片变湿。

结论：空气中氧气的含量较高；呼出的气体中二氧化碳和水蒸气的含量较高。

注：二氧化碳与水反应的视频；实验室制备二氧化碳的视频。