▲▲最新版化学教学资料▲▲5.3 二氧化碳的性质和制法1．知道二氧化碳的主要性质和用途2．初步学习在实验室制取二氧化碳，了解实验室制备气体的思路和方法3．认识自然界中的碳循环；了解并关注温室效应1．二氧化碳有何性质(1)物理性质活动与探究：实验现象结论①取一瓶二氧化碳气体，观察其颜色、气味、状态无色无味气体无色、无味的气体②如图所示，在铁架台上系一根细木棍，在木棍的两端各挂一个小纸袋，使其保持平衡，向其中一个小纸袋中倒入二氧化碳观察现象倒入二氧化碳的一端向下倾斜密度比空气大③如图所示，向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡观察现象塑料瓶扁了能溶于水④如图所示，点燃“阶梯形”铁皮架上的两支小蜡烛，将铁皮架放入烧杯中；从烧杯的一侧向烧杯中倾倒二氧化碳气体观察现象蜡烛由下到上依次熄灭①密度比空气大；②不能燃烧也不支持燃烧二氧化碳是无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水在一定的条件下，能发生三态变化2)化学性质活动与探究：知识链接：紫色石蕊试液遇到酸会变成红色实验现象结论1[来源:Zxxk.Com]①用一支试管取少量水，滴加几滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象[来源:学,科,网Z,X,X,K]溶液变成紫色—[来源:学§科§网][来源:Zxxk.Com][来源:学+科+网Z+X+X+K]②向上述溶液中通入二氧化碳，观察溶液的颜色变化溶液变成红色二氧化碳与水反应生成碳酸CO2＋H2O=== H2CO3③再把溶液放在酒精灯火焰上加热，又出现什么现象溶液又变成紫色碳酸受热分解H2CO3===CO2↑＋H2O2用一支试管取少量澄清的石灰水，再通入二氧化碳气体，观察现象澄清的石灰水变浑浊二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O二氧化碳具有的化学性质：①不能燃烧，也不支持燃烧。
②能与水反应生成碳酸，CO2＋H2O===H2CO3③与氢氧化钙反应生成碳酸钙，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O该反应可用于检验二氧化碳④能与单质碳反应生成一氧化碳，C＋CO22CO例1】某学习小组为了探究CO2性质，设计如下图所示的实验：取两支试管，充满CO2，将一支试管倒插入水中，另一支试管倒插入Ca(OH)2溶液中一段时间后出现了如图所示现象请你推测并叙述二氧化碳有哪些性质？写出有关反应的化学方程式解析：液体在试管内上升且高度不同，说明CO2与水、Ca(OH)2反应使容器内气压变小，水中试管内液面较低，可能与H2CO3的稳定性有关答案：二氧化碳能溶于水且发生反应，而生成的碳酸易分解，CO2＋H2O===H2CO3，H2CO3===CO2↑＋H2O；二氧化碳也能与Ca(OH)2反应，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O体积一定的容器内盛装的二氧化碳发生溶解、反应或被吸附后，该容器内气体压强变小解这类题的关键是熟练掌握CO2的性质，把化学原理、气压知识与变化现象结合起来分析现象产生的原因2．实验室怎样制取二氧化碳(1)药品及反应原理生物体的呼吸作用可产生CO2；碳在氧气中燃烧生成CO2；蜡烛燃烧也可以生成CO2；煤气或天然气燃烧也可生成CO2；……实验室里用什么药品来制取CO2呢？从原料的来源、价格，操作是否便利，收集到气体的纯度等方面综合考虑：实验室常用稀盐酸跟大理石(或石灰石)在常温下反应来制取二氧化碳。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O(2)实验装置发生装置实验室里过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的发生装置可以用来制取二氧化碳吗？都是液体与固体在常温下反应来制取气体，实验室里过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的发生装置可以用来制取二氧化碳实验室里制取二氧化碳的简易装置(如下图所示)3)收集方法和验满方法①收集方法：由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水可用向上排空气法收集二氧化碳(如左下图所示) ②收集时验满方法：二氧化碳是无色无味的气体，无法直接观察到集气瓶内是否已经收集满气体利用二氧化碳不能支持燃烧，能灭火的性质来检验检验时将燃着的木条放在集气瓶口(如右上图所示)，木条熄灭，证明已经收集满，否则就没有收集满例2】下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳的装置，根据此装置回答1)长颈漏斗的下端管口没有浸没在液面下，造成的后果是______________________；再找出图中另外两个错误________________、________________2)装置改正后，检验二氧化碳的方法是________________________写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式_____________________________________________________。
解析：(1)实验室制取二氧化碳时，为防止气体从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端管口要浸没在液面下；为便于气体导出，导气管要刚露出橡皮塞；由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，所以应该用向上排空气法收集二氧化碳，不能用排水法收集2)检验二氧化碳气体用其特性：能使澄清的石灰水变浑浊将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳实验室制取二氧化碳的反应原理是CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑答案：(1)产生的气体会从长颈漏斗逸出 导气管插入液面下 用排水法收集(2)将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑3．二氧化碳对生活和环境的影响(1)二氧化碳的用途二氧化碳在空气成分中含量虽然很小，但是在生活和生产中有着广泛的用途(如下图所示)二氧化碳的用途(2)二氧化碳对人体健康的影响二氧化碳虽然没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸当环境中二氧化碳超过正常含量时，对人体健康产生一定的影响空气中二氧化碳的体积分数/%对人体的影响1感到气闷、头晕、心悸4～5感到气闷、头痛、眩晕10使人神志不清、呼吸停止，以致死亡(3)温室效应“温室效应”(如下图所示)通常是指空气中的二氧化碳等气体让阳光可以透过，又能吸收地表的红外线辐射，阻止地表热量向外散发，起到类似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用，提高了地表的温度。
能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有甲烷、一氧化二氮、氟氯烃化合物、臭氧等温室效应尽管对温室效应及其长期影响还需进一步研究但是保护人类赖以生存的环境，防止温室效应进一步增强，是整个人类社会的责任都应减少使用化石燃料，更多的利用太阳能、风能、地热能等清洁能源，大力植树造林等例3】二氧化碳对生活和环境有着重要影响下列对二氧化碳利弊的描述中不正确的是( )A．二氧化碳可以用来作灭火剂B．利用固态二氧化碳可以进行人工降雨C．温室里施用二氧化碳对植物生长不利D．大气中二氧化碳过多会造成温室效应解析：A√利用二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大的性质可用来灭火B√固体二氧化碳称为“干冰”，干冰用来作制冷剂，进行人工降雨和冷藏食品C×植物的光合作用需要吸收二氧化碳，可作温室气体肥料D√大气中二氧化碳含量不断上升，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，造成温室效应答案：C4．自然界中的碳循环碳是构成生物原生质的基本元素，虽然它在自然界中的蕴藏量极为丰富，但绿色植物能够直接利用的仅仅限于空气中的二氧化碳自然界碳循环的基本过程是：大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中(如下图所示)。
大气中二氧化碳的产生与消耗【例4】下列哪种情况不会释放碳进入碳循环中( )A．燃烧 B．呼吸作用C．光合作用 D．海洋中沉积物的风化解析：释放碳进入碳循环实质就是指能产生二氧化碳的过程燃烧、呼吸作用和海洋中沉积物的风化都会产生二氧化碳，而光合作用吸收二氧化碳，因此不会释放碳进入碳循环的就是光合作用答案：C5．实验室制取二氧化碳(1)药品的选择①实验室制取二氧化碳所用药品和反应原理：药品：石灰石或大理石和稀盐酸原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑②实验室如何选择制取气体的药品及原理：在生活和学习中我们发现有许多途径都能生成二氧化碳气体这些方法并不都适合在实验室里制取二氧化碳实验室选择制取二氧化碳气体的药品及原理应考虑：反应条件——节能，易实现反应速率——适中药品成本——廉价易得生成物——纯度高，污染少，便于收集实验室制取气体应考虑：反应条件、反应速率、药品成本、产生的气体是否便于收集等因素2)发生装置化学教材中的制取气体装置大多都是简易装置，在实验的操控性、产生气体连续性、气体的量等方面存在不尽完善之处，对实验装置进行改进以弥补不足如下图所示是把实验室制取二氧化碳简易装置根据需要进行改进示意图。
制气装置改进示意图改进实验装置是为了使装置装配更合理、操作更简便等，解题时应综合考虑仪器的特点和改进的目的例5—1】实验室制取二氧化碳所用药品及反应现象：反应药品反应现象石灰石＋稀硫酸开始有气泡，后慢慢停止碳酸钠＋稀硫酸剧烈冒出气泡碳酸钙粉末＋稀硫酸产生大量气泡，速率很快石灰石＋稀盐酸产生大量气泡，速率较慢碳酸钠＋稀盐酸剧烈冒出气泡碳酸钙粉末＋稀盐酸产生大量气泡，速率很快石灰石＋浓盐酸产生大量气泡，有刺激性气味注：1．石灰石的主要成分是CaCO3；2．浓盐酸具有挥发性，会挥发出HCl气体比较各组的反应现象，你认为实验室制取二氧化碳的最佳试剂组为________________，理由是________________解析：石灰石与稀硫酸反应一会儿后终止，不能连续产生气体；碳酸钠、碳酸钙粉末与稀硫酸、稀盐酸反应速率太快，不便于收集气体；石灰石与浓盐酸反应生成的气体中混有HCl气体；石灰石与稀盐酸反应速率适中，便于收集答案：石灰石和稀盐酸 反应速率适中，便于收集【例5—2】化学是一门以实验为基础的科学1)根据上图回答：在连接c和d时，使d较易插入c中的措施是___________________；(2)采用图A所示操作可能造成的后果之一是____________________；(3)图B中的气体发生装置虽然简单，操作方便，但无法控制反应速率。
请从图中选取________(选填序号)与a组装成新的气体发生装置，以达到控制反应速率的目的解析：(1)橡皮管与导管连接时用水湿润后容易插入；(2)图A所示操作容易压破容器，甚至刺破手；(3)控制反应速率，需要控制加入液体药品的流量，图中只有装置E的注射器能达到此目的答案：(1)将插入橡皮管的导管一端用水湿润(2)压破试管(或刺破手)(3)E6．气体制备装置的选择、净化和收集(1)气体制备装置的选择实验装置的选取，主要从反应物的状态、反应条件考虑气体的收集方法，由生成的气体的物理性质决定①反应物为“固＋固”需加热，选择KClO3和MnO2共热、KMnO4加热制取O2的发生装置，如图1②反应物为“固＋液”不需加热，选择双氧水和二氧化。