第30课时 空气、氧气、二氧化碳(二)

第30课时空气、氧气、二氧化碳(二)《中考说明》P1493分类一二氧化碳无色、无味、密度比空气大，所以可用

向上排空气法收集；能溶于水，所以不能用排水法收集；固体CO2叫干冰，易升华，这个过程要吸收大量热，所以可用固体CO2制冷。考点1二氧化碳的主要物理性质①CO2与水反应，反应的化学方程式为：

。碳酸不稳定，易分解，反应的化学方程式为：

。②CO2与石灰水反应，能使澄清的石灰水变

，该反应常用于检验CO2。化学方程式为：

。③CO2与NaOH反应，一般用

吸收CO2。化学方程式为：

。④CO2的光合作用，维持空气中CO2和O2平衡。化学方程式

。考点2二氧化碳的主要化学性质CO2+H2O=H2CO3H2CO3=CO2↑+H2O浑浊CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2ONaOHCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O在横线上写上这些用途分别利用二氧化碳的哪些性质：(1)

二氧化碳参与植

物的光合作用；(2)

干冰升华吸热；(3)

二氧化碳不能供给呼吸；(4)

二氧化碳密度比空气大，

不能支持燃烧，也不燃烧。考点3二氧化碳的用途1.二氧化碳的实验室制法①反应原理：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。②制取装置实验室制取二氧化碳的装置如图所示。乙装置中，长颈漏斗应伸入液面以下，理由是防止CO2从长颈漏斗处逸散出来

。考点4二氧化碳的制取③收集及验满用向上排空气法收集；将燃烧的木条放在

集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收集满；收集满后盖上玻璃片，正

放在桌面上。2、二氧化碳的工业制法高温煅烧石灰石，反应的化学方程式为：

。分类二空气污染与保护1.空气污染物(1)固体：可吸入颗粒物，如

PM2.5。(2)气体：如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳。注意：二氧化碳不是大气污染物，是属于大气的正常成分。考点5空气污染与保护原因对策温室效应大量使用化石燃料、植被破坏减少化石燃料的使用、开发新能源、植树造林酸雨二氧化硫、氮氧化物的排放燃料脱硫、工业废气净化处理臭氧空洞含氯氟烃物质的使用禁止生产和使用含氯氟烃的物质2.全球性大气环境问题有酸雨、温室效应(加剧)、臭氧空洞。3.如何防治空气污染(1)减少污染物的排放(2)合理规划工业区与非工业区(3)植树造林森林对大气的净化作用：吸收二氧化硫等有毒气体；吸收大量烟尘与粉尘；分泌抑杀某些微生物的物质4.CO2对环境的影响(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使

全球变暖

。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。

(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟氯碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化

，使

海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。(4)缓解措施：(1)减少减少CO2的排放，如减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；(2)增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。焦点1二氧化碳的物理性质例1.消防售货员告诫人们：住房发生火灾时，要用湿毛巾捂住脸部，尽量靠近地面撤离火源。CO2密度比空气大，靠近地面的地方二氧化碳的浓度会更大，二者有矛盾吗？难道燃烧产生的CO2密度会小于空气？

为了证实这一猜测，某同学设计用如图的装置进行探究：在桌面上固定高低不同的二支蜡烛，将其点燃，用以模拟正在燃烧的物质，用大烧杯模拟小房间。当用烧杯扣住蜡烛后，不一会儿，上部的蜡烛先熄灭了，随后下部的蜡烛才熄灭。

结论：燃烧时产生的CO2的密度

空气(填“大于”、“等于”、“小于”)，这是因为燃烧时产生的CO2的

比空气高的缘故。小于温度【对点训练】1.(1)如图一所示，向右侧纸槽中倾倒二氧化碳气体，我认为发生的现象是：向右侧倾斜(2)如图二所示，烧杯中有高低两支燃烧的蜡烛，加入适量碳酸钠和盐酸，我认为发生的现象是：低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭

(3)如图三所示，将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，我认为发生的现象是：紫色石蕊试液变红色(4)其中图二(填编号)既利用化学性质又利用其物理性质，请分别指出其利用的化学性质和物理性质;不燃烧、也不支持燃烧是化学性质，二氧化碳密度比空气大为物理性。

焦点2二氧化碳与水反应例例2．为了探究二氧化碳能与水发生反应生成酸，小明设计了如下实验方案：

取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥小花，按图中的步骤I～Ⅳ依次进行实验，观察小花的颜色变化

(资料：紫色石蕊试液遇酸变红色)。

①该方案中观察到纸花的颜色变化是：I纸花变红，Ⅱ纸花不变红，Ⅲ纸花不变红，Ⅳ纸花变红

。②步骤I、Ⅱ两项说明了什么？

步骤I说明:酸能使石蕊变红;步骤Ⅱ说明:水不能使石蕊变红;③该同学进行四组对比实验的目的是什么？验证二氧化碳与水反应后生成了酸性物质

④写出该实验中所发生反应的化学方程式

CO2+H2O═H2CO3

⑤如果将Ⅳ中实验后的纸花拿出来用电吹风吹一下，会观察到纸花由红色变成紫色【对点训练】2．某实验小组用塑料矿泉水瓶和集气瓶收集了若干瓶干燥的二氧化碳气体，并准备了一些用石蕊溶液染成紫色的干燥小花，进行如下实验：

I、在充满二氧化碳的塑料瓶中小心加入适量蒸馏水，拧紧瓶盖充分振荡，塑料瓶变扁；

II、取I中瓶内液体喷到紫色的干燥小花上，小花立即变红。

III、变红的小花放在酒精灯上方小心烘烤片刻，红色小花又变成紫色。

回答下列问题：

(1)实验I中同学们一致认为塑料瓶变扁的原因是瓶中二氧化碳气体减少了，在进一步思考气体变少的原因时出现了两种不同的意见，你认为可能是二氧化碳溶于水或二氧化碳与水反应。

(2)针对实验II小花变红的事实，同学们提出三种猜测：①二氧化碳能使石蕊变红；②水使石蕊变红；③二氧化碳与水反应生成了一种新的物质能使石蕊变红。于是设计实验，最后证明使石蕊变红的不是二氧化碳和水，还是生成了一种新的物质，请你完成实验报告：(3)实验操作III中发生的化学反应方程式是H2CO3=H2O+CO2↑。实验操作实验现象结论向第一朵小花上喷上水小花不变色使石蕊变红的不是水把第二朵小花直接放入CO2中小花不变色使石蕊变红的不是二氧化碳焦点3二氧化碳的检验方法例3.(2014·台州)证明汽水中含有CO2气体，最合理的做法是()D【对点训练】3.科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料(主要是生铁、镀锌铁皮)时，溶液发烫并闻到了刺激性气味，这种反常现象引起了同学们的思考。从组成物质的元素角度解析：，他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种。为了确定该气体的成分，他们进行了如下探究。

查阅资料：

I.SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水，CaSO3难溶于水；

II.SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色，上述其它气体不能。实验探究：

(1)甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2，把它直接通入澄清石灰水，并观察实验现象。乙同学认为甲同学的做法不合理。请用化学方程式表示其原因SO2+Ca(OH)2═CaSO3↓+H2O。

(2)同学们设计了一套合理的实验装置，如图所示(铁架台已略去)。请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验(药品可重复选用)：澄清石灰水，氢氧化钠溶液，酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸，无水硫酸铜，碱石灰

(假设每步反应都是完全的)①写出E装置中试剂的名称或化学式无水硫酸铜。

②若观察到

B(填装置序号)中澄清石灰水变浑浊，证明原气体中有CO2；

③若观察到

D装置中黑色粉末变成红色，E中的无水硫酸铜变蓝，F中的石灰水不变浑浊现象，证明原气体中有H2无CO。焦点4二氧化碳与水、碱反应的性质例4.(2014·丽衢)小丽利用底部有一小孔的大试管，如图甲所示装配成一个制取CO2气体的装置。(1)实验前，关闭止水夹，先将试管底部稍浸没在水中，再用双手紧握试管，观察到试管底部有气泡逸出，则说明装置气密性良好；

(2)小丽将CO2通入盛有NaOH溶液的试管中，观察不到明显现象。那么CO2与NaOH是否发生反应？为此又做了实验：在集满CO2的软塑料瓶(如图乙)中加入适量的NaOH溶液，盖紧瓶塞振荡，发现瓶变瘪，于是认为CO2与NaOH发生了反应。小衢提出质疑，认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是二氧化碳能溶于水(或二氧化碳能与水反应)；(3)小科从变瘪的软塑料瓶中取出少量试液置于试管中，滴入氯化钙(氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等合理答案)溶液(填一种盐)，观察到有白色沉淀产生，就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。【对点训练】4.化学反应往往伴随着一些现象的发生。但CO2与NaOH溶液的反应没有明显现象。为了通过一些明显的实验现象，说明CO2与NaOH溶液发生了反应，某研究性学习小组的同学，设计了如图所示3个实验装置，请你解析：他们的设计意图，回答下列问题：

(1)你认为上图中能达到设计要求的实验装置是(填序号)A、B、C，实验装置的设计意图是：利用压强的改变验证反应的发生；

(2)学习小组同学经过解析：讨论，认为C中试管内液面上升的原因可能有两种：一种是NaOH与CO2发生了反应；你认为另一种是

CO2溶于水(或二氧化碳能与水反应)；

(3)为了进一步验证CO2与NaOH溶液已经发生反应，生成了新物质，请你设计一个简单的实验检验生成的新物质。

实验步骤实验现象解释与结论用一支洁净的试管取少量的CO2与NaOH溶液反应后的溶液，然后向试管中加入适量的稀盐酸【或用一支洁净的试管取少量的CO2与NaOH溶液反应后的溶液，然后向试管中滴入CaCl2溶液(或石灰水Ca(OH)2溶液或BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液)】产生气泡【或产生白色沉淀】NaOH与CO2发生了反应焦点5二氧化碳的制取与运算的综合例5.实验室常用气体的发生装置和收集装置如下图所示，回答下列问题：(1)指出标号①的仪器名称

；检查装置B的气密性的方法是_。酒精灯关闭旋塞，将导气管通入水槽中，用手捂住圆底烧瓶底部，若导气管口处有气泡冒出，松开手后在导气管中形成一段水柱，证明气密性良好

(2)制取二氧化碳气体，应选择上图中的

组合(填字母序号)；

(3)12.5克石灰石(碳酸钙的质量分数为80%，杂质不与酸反应)中，加入足量的稀盐酸充分反应，可制得二氧化碳

克？

用上述方法收集的二氧化碳可能会有空气，请你设计一个简单的实验来证明

。B和C4.4将集有二氧化碳的试管或集气瓶等容器倒置在氢氧化钠溶液中，如观察到液体没有充满容器，则可认为收集的气体中含有空气【对点训练】5.(2014•黑龙江)根据下列实验装置图，按要求回答下列问题：

(1)写出标有序号的仪器名称：①试管；②长颈漏斗。

(2)实验室制取CO2的化学反应方程式为

；制取并收集该气体应选择的装置是

BE(填序号)；若想控制反应速率，可以将仪器②用分液漏斗代替；检验该气体的方法是将气体通入澄清的石灰水中，若变浑浊，则为二氧化碳。

(3)如果选择与制取CO2相同的发生装置来制取O2，则发生反应的化学方程式为

，其基本反应类型是分解反应。CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

2H2O2=====2H2O+O2↑MnO2焦点6二氧化碳对环境的影响例6.碳元素是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容。(1)“低碳”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少二氧化碳的排放量。人类降低空气中二氧化碳含量的研究有两个方向：一是：减少二氧化碳的排放，二是：增加二氧化碳的吸收。上表中的“温室效应指数”指以二氧化碳为相对标准，测定一定大气压下每单位体积的气体所吸收的热量。

物质

大气中的含量(体积百分比)

温室效应指数

H2O

1

0.1

CO2

0.03

1

CH4

2×10-4

30

CCl3F

2.8×10-8

21000

CCl2F2

4.8×10-8

25000(2)表中展示了部分气体的数据，据此可得出，水蒸汽对全球温室效应的影响要比甲烷气体

。结合实际分析，当前引起大气温室效应加剧的最主要的气体是

。(4)二氧化碳是一种宝贵的资源。固定和利用二氧化碳的一个成功范例是：在高温高压下，CO2和NH3可以合成尿素[CO(NH2)2]，同时生成水。该反应的化学方程式为

。(5)空气中CO2浓度的持续走高引起人们的高度重视。一些科学家认为，人类不仅要努力减少CO2的排放，还要尽快想办法清除空气中过多的CO2。强CO2CO2+2NH3=======CO(NH2)2+H2O高温高压为此，他们设想了一系列“捕捉”CO2的方法。方法Ⅰ：一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉空气中的CO2，如图1所示。

步骤二中发生反应的化学方程式是

。CaCO3=====CaO+CO2↑高温方法Ⅱ：另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中的CO2，如图2所示。

(1)NaOH的溶液喷成雾状是为了

增加与二氧化碳的接触面积(2)如图a环节中，发生反应的化学方程式为CaO+H2O═Ca(OH)2

Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH

；评价：上述两种方法在化学原理上都是可行的，但在实际应用中仍存在很多问题，例如：方法Ⅰ主要是受到地域和气候的限制；方法Ⅱ主要能耗太大。【对点训练】6.兴趣小组在讨论上述循环图时，就“二氧化碳对人类是利大于弊，还是弊大于利”展开了激烈的讨论，在交流中有学生提出二氧化碳气体增多可能会导致温室效应．为了对温室效应有更全面的了解，该小组展开相关的研究．下面是小组展示的关于《温室效应研究》课题的部分资料及图片．根据上述信息，请回答下列问题：

(1)小组同学采用图①装置制备CO2气体的化学符号表达式为

；该装置还可以用来制取氧气，请写出实验室用该装置制氧气的化学符号表达式：

．

(2)利用图②装置研究产生温室效应的气体的是甲烷，该小组需要定时观测并记录的数据是相同时间内温度计示数的变化．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑2H2O2====2H2O+O2↑MnO2(3)该小组用图③装置来进行CO2产生温室效应的模拟研究，在左侧集气瓶中盛放CO2气体，右侧集气瓶中盛放空气(填气体名称)．设计意图：希望实验时，能观察到食用油a侧液面高度低于(填“低于”、“等于”或“高于”)b侧液面高度，以此证明CO2是产生温室效应的气体．

(4)为减缓二氧化碳使全球变暖的趋势，有科学家提出大胆设想：将排放到空气中的二氧化碳压缩使其液化，然后将其压入到冰冷的深海中．但也有科学家担心海水中富含二氧化碳后酸度会增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，

同时气候变化也可能改变海洋环流，把海底的二氧化碳又带回海面，另外把二氧化碳压入海底所消耗的能源可能会再增加二氧化碳的排放．

①二氧化碳气体转变为液体时将会能量消耗(填“释放”或“消耗”)；

②二氧化碳使海水酸度增加的原理用化学符号表达式表示为：H2O+CO2=H2CO3

；

③二氧化碳在深海中的溶解度比在通常状况下的水中的溶解度增加。补充提升1.如图甲是某同学设计的用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的装置，但小组的另外三位同学对此装置提出了自己的看法。A同学：此装置不能用来制取二氧化碳；B同学：此装置可以制取二氧化铜，但需要太多的稀盐酸，浪费很大；C同学：此装置可以制取二氧化碳，但应在漏斗下端套上一支小试管(如图