二氧化碳的性质及制取

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1、二氧化碳的性质及制取二氧化碳的性质及制取 研习教材重难点研习教材重难点 教材知识研习教材知识研习知识知识点点 1 二氧化碳在自然界中的循环二氧化碳在自然界中的循环1大气中二氧化碳的产生途径：人和动植物的呼吸、矿物燃料的燃烧、动植物体腐烂等。2大气中二氧化碳的消耗途径：植物的光合作用、被海洋中的浮游植物吸收。3二氧化碳在自然界中的循环如图 2-3-1 所示：图 2-3-1典例典例 1 二氧化碳占空气总体积 0.03%正常情况下能维持这个含量基本不变是因为自然界存在如图 2-3-2 所示的循环过程，图中 A 处不包括下列哪项（ ）A发展和和利用太阳能 B植物的呼吸作用C人和动物的呼吸 D含碳燃料的

2、燃烧【解析解析】 二氧化碳的循环使二氧化碳在自然界中相对稳定，对生命活动 非常重要，对循环的中的每一个环节都要掌握。由题中图示显示，A 处应是消耗 图 2-3-2氧气，产生二氧化碳， B、C、D 都符合这一要求。【答案答案】 A 知识知识点点 2 二氧化碳的性质（重点）二氧化碳的性质（重点）1物理性质物理性质通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体。标准状况下，二氧化碳的密度为 1.977g/L，比空气大。在通常情况下，二氧化碳能溶于水，1 体积水中能溶解 1 体积的二氧化碳气体，增大气压会溶解得更多。升高温度，二氧化碳会溶解得少一些。打开“可乐”等饮料瓶时看到许多气泡从饮料中逸出，就是因为压

3、强减小了，饮料中能溶解的二氧化碳减小了；喝“可乐”等饮料时会打嗝，就是因为喝下去的饮料温度升高，饮料中能溶解的二氧化碳减小了。2化学性质化学性质一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不能支持一般可燃物的燃烧，也不能供给呼吸。二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可用二氧化碳灭火。二氧化碳不供给人呼吸，所以要进入一些可能含有较高浓度的二氧化碳气体的地方，应谨防二氧化碳含量过高使人窒息，可先进行灯火实验，如灯火燃烧不旺或熄灭可知二氧化碳含量较多，人就不宜进入。【领悟整合】二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧，但不是所有物质，有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧；二氧化碳不能供给呼吸，并不是说二氧化碳有毒。二氧化碳与水

4、反应。二氧化碳与水反应生成碳酸（H2CO3） ，H2CO3是一种弱酸，可使紫色的石蕊试液变红，且 H2CO3不稳定，常温或加热条件下，易分解为 H2O 和 CO2。因此二氧化碳通入紫色的石蕊试液中时，由于石蕊遇到生成的碳酸而变红；加热时，由于碳酸的分解，红色试液又恢复紫色。文字表达式如下： 二氧化碳 + 水 碳酸 碳酸加热二氧化碳 + 水CO2 H2O H2CO3 H2CO3 CO2 H2O【 【辨析辨析比比较较】 】：这里使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸，我们不能说成“二氧化碳使紫色石蕊试液变红”。二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应两者在本质上是有差异的，前

5、者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的化学性质，当然两者又有着密切的联系。这里的“变红”是碳酸使紫色的石蕊试液变红，不是石蕊试液使碳酸变红。二氧化碳可以与石灰水反应（这也是二氧化碳气体的检验方法） 。文字表达式： 二氧化碳 + 氢氧化钙 碳酸钙 + 水CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H2O二氧化碳的检验方法：把气体通入澄清石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，说明气体就是二氧化碳气体。引申：实验室久置的石灰水瓶内壁，会有一层白色物质，白色物质是什么？它是怎样形成的？白色物质是 CaCO3，因为石灰水与空气接触，吸收其中的 CO2发生如下反应：Ca(OH)2CO2CaCO3H2O 因此，我们做

6、完实验后，不能将盛石灰水的试剂瓶敞口放置，否则，石灰水会与二氧化碳反应而变质。【交流研讨】石灰浆主要成分是 Ca(OH)2，抹墙一段时间后会变硬变白，为什么？要使白灰浆抹的墙迅速变硬，通常在室内生一盆炭火，为什么墙壁反而会“冒汗”呢？石灰浆的主要成分是 Ca(OH)2，可以与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，碳酸钙是白色固体物质并且较坚硬。炭火燃烧时生成大量二氧化碳，可以促进反应迅速进行，但同时又生成大量的水，所以看起来“冒汗”。典例典例 2 2 小红同学为探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：将水倒入集满二氧化碳且质地较软的塑料瓶中，立即旋紧瓶盖，振荡；再取塑料瓶中液体少许，向试管中滴加

7、紫色石蕊试液，观察到紫色石蕊试液变成了红色。为了探究是什么物质使紫色石蕊变红了，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊溶液染成紫色的干燥的小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如图 2-3-3）图 2-3-3请和小同学一起完成下表。猜想实验方案实验现象结论可能是 CO2使石蕊试液变红紫色小花不变色紫色小花不变色猜想错误可能是 CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红猜想正确小红同学做了一个对比实验来确定 CO2与水反应生成具有酸性的物质，此对实验方案是 （填上图中的实验方案序号）【解析】 实验和对比，说明稀醋酸使紫色石蕊变红，而水不能使紫色石蕊变色，中说明二氧化碳不能使石蕊变红色，和对比，说明二氧化

8、碳与水反应生成的碳酸具有酸的性质。【答案】 猜想实验方案实验现象结论猜想错误可能是水使石蕊试液变红紫色小花变色 。知识知识点点 3 二氧化碳的实验室制法（难点）二氧化碳的实验室制法（难点）1反应原理：反应原理：药品：石灰石或大理石（主要成分都是碳酸钙）与稀盐酸。反应的文字表达式为：碳酸钙 + 盐酸 氯化钙 + 水 + 二氧化碳CaCO3 HCl CaCl2 H2O CO2实验室制取二氧化碳的药品选用，还要注意以下几个问题：不能用浓盐酸。浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，导致 CO2不纯。不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：H2SO4+CaCO3 CaSO4+H2

9、O+CO2； 但由于产物硫酸钙微溶于水，形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石（或石灰石）制取二氧化碳时，一般都选用稀盐酸。不用粉末状碳酸钙或碳酸钠固体，虽然 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2，但此反应激烈， 不便于控制。2实验装置实验装置：见图 2-3-4 所示任何实验装置的设计都是由反应物的状态、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。图 2-3-4 图 2-3-5说明：上述装置中锥形瓶也可用大试管、广口瓶、烧瓶等来代替，长颈漏斗也可用分液漏斗代替，也可不用长颈漏斗。 （如图 2-3-5 所示）3实验步骤实验步

10、骤：组：组装仪器，检查装置气密性。装：装药品；先加固体大理石或石灰石，再加稀盐酸（或从长颈漏斗中加稀盐酸） 。收：收集气体。检：用燃着的木条伸进集气瓶中检验是否是 CO2，用燃着的木条放在集气瓶瓶口验满。4收集方法收集方法：用向上排空气法收集。 （密度比空气大，能溶于水，不能用排水法）.5验满验满：将燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内） ，若火焰熄灭，说明已满。【方法探究】 长颈漏斗的下端应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以便于排净空气。典例典例 3 下列关于二氧化碳的收集

11、方法正确的是（ ）A只能用排水法收集 B只能用向下排空气法收集C只能用向上排空气法收集 D能用排水法或向上排空气法收集【解析】 由于二氧化碳密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集；而二氧化碳能溶于水且与水反应，所以不能用排水法收集。【答案】 C典例典例 4 实验室里制取二氧化碳气体，有如图 2-3-6 所示的仪器可供选用图 2-3-6请你回答下列问题：制取二氧化碳气体所需的药品是 ；收集二氧化碳气体的方法是 ；制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是(用仪器的序号回答) ；检验二氧化碳气体是否收集满的方法是 ；制取二氧化碳的文字表达式是 。【解析】 这是一道实验室制二氧化碳的基础题，考查了学生组合

12、装置的能力。根据实验室制二氧化碳的原理、装置、及验满方法，我们很容易得到答案。【答案】 石灰石或大理石和稀盐酸；向上排空气法；ACDE；将燃着的木条放在集气瓶口；碳酸钙 + 盐酸 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 探究解题新思路探究解题新思路综合思维探究综合思维探究典例典例 1（学科内综合题）（学科内综合题）下列是实验室常用的仪器：图 2-3-10 图 2-3-11请回答下列问题：图中仪器的名称是 ，仪器的名称是 。实验室用石灰石和盐酸制取二氧化碳的文字表达式： 。选用图 2-3-10 所示的仪器组装一套制取二氧化碳的发生装置 (填编号)。图 2-3-11 为某同学设计并进行的有关 CO2性质的探

13、究实验过程简图。请回答：该实验的实验目的是 ；该实验得到的结论是 。【解析】 这是实验室制二氧化碳及验证二氧化碳性质的一道综合题。解题时，我们首先要根据实验室制二氧化碳原理选择仪器组装装置，然后根据图 2-3-11 得该实验的目的和结论。【答案】 锥形瓶 长颈漏斗 碳酸钙 + 盐酸 氯化钙 + 水 + 二氧化碳(或或或)验证二氧化碳气体的密度比空气大(或比较二氧化碳气体和空气的密度大小) 二氧化碳密度比空气大【友情提醒】本题考查了二氧化碳的性质和实验室制法，从仪器到原理，再到装置。在选择仪器组装气体的制取装置时，要注意，题中提供仪器不一定都必须选择，要结合制取气体的原理和收集方法确定仪器。典例

14、典例 2 （学科间渗透题）（学科间渗透题）某研究性学习小组的同学欲利用下列装置（如图 2-3-13 所示）探究绿色植物呼吸作用过程中是否有二氧化碳气体产生，设计的探究实验过程如下：图 2-3-13假设：绿色植物在呼吸作用过程中有二氧化碳产生。设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体。查阅资料：绿色植物光合作用过程：二氧化碳+水有机物+氧气（条件：光、叶绿体）绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气二氧化碳+水（条件：酶存在）实验：操作步骤简答将各装置按图所示连接好并装入化学试剂，C 中放入绿色植物A 装置的作用是_B 装置的作用是_C 处玻璃罩不能透光的原因是_往 A 的导管口缓缓连续鼓入空气一段时间A 装置中应观察到的现象是_，文字表达式为_D 装置应观察到的现