化学人教版九上讲义：第14讲 二氧化碳和一氧化碳

第第14讲讲二氧化碳和一氧化碳概述概述适用学科初中化学适用年级初三适用区域人教版区域课时时长（分钟）120知识点1.二氧化碳的性质2.二氧化碳的用途3.二氧化碳性质探究及运用4.一氧化碳的性质教学目标1.了解二氧化碳和一氧化碳的性质2.了解二氧化碳的用途教学重点1.二氧化碳和一氧化碳的性质2.二氧化碳的用途教学难点二氧化碳和一氧化碳的性质教学过程教学过程一、导入一、导入二氧化碳与一氧化碳相比，只是分子中多了一个氧原子，但是其化学性质却有非常大的区别。今天这节课我们将从两者的物理性质和化学性质出发，重点探究两者性质之间的区别，以及两者用途的区别。知识点知识点1二氧化碳的性质使用建议说明：二氧化碳的性质需要从物理和化学两个角度进行分析，其最重要的是教会学生物质的性质决定其用于这样一种思维方式。1、二氧化碳的物理性质通常情况下，二氧化碳是无色、无味的气体，比空气重，溶于水，加压、降温时变成液态，固态，固态CO2又称“干冰”。干冰汽化时吸收大量的热。2、二氧化碳的化学性质(1)一般情况下，CO2既不能燃烧，也不支持燃烧。(2)与水反应生成碳酸，碳酸不稳定，易分解。CO2+H2OH2CO3H2CO3H2O+CO2↑(3)与Ca(OH)2．NaOH．Ba(OH)2等碱反应。Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O(可鉴定CO2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(可吸收CO2)（4）不能供给动物和人呼吸，参与植物光合作用。考点2考点2二氧化碳的用途使用建议说明：二氧化碳性质主要是让学生从理解的的角度进行记忆，加之比较多的习题练习，有利于学生的理解，从而做到不出错。CO2可用来灭火，干冰是常用制冷剂，如人工降雨和冷藏食物等；工业上用做制纯碱．尿素和汽水饮料；农业上用做温室气体肥料。考点3考点3二氧化碳性质探究及运用使用建议说明：二氧化碳性质探究主要在考试中以实验探究题的形式出现，这类型的对比实验很好的加强了学生的化学核心素养，单一变量的灵活运用有助于学生学科思维的形成，从而使得这块的内容也成了重难点部分。(1)CO2的密度比空气的密度大的验证方法：①向纸袋里倾倒；②烧杯中下层蜡烛火焰先灭；③吹气球时，气球向下落；④向上排空气法收集CO2。(2)CO2能溶于水的验证方法：将盛满CO2的试管倒扣在水里，一段时间后试管内液面上升；若倒扣在紫色石蕊试液中，则上升的水柱变成浅红色；若倒扣在澄清石灰水中，试管内液面上升，水柱变浑浊。(3)CO2灭火的原理：一般情况下CO2不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大，灭火时以隔绝空气为主，降温为辅。水能灭火：一般以降温为主，隔绝空气为辅。(4)证明空气中有CO2．呼出的气体中有CO2的方法：把澄清的石灰水露置在空气中，形成白膜或向石灰水中呼入CO2后澄清石灰水变浑浊。(5)CO2溶于水形成H2CO3，溶液显酸性，可使紫色石蕊试液变红。自然降水，pH大约为5.6。(6)CO2和O2在自然界中的循环：呼吸．燃烧等消耗O2，释放CO2；光合作用吸收CO2，释放O2，使大气中CO2和O2含量平衡。(7)CO2的温室效应：空气中CO2的浓度过大，就像一玻璃罩罩在地球表面，地面的热不易散发，使地球表面温度升高，就像温室一样。考点4考点4一氧化碳的性质使用建议说明：一氧化碳性质及用途可以结合二氧化碳的性质及用于给学生作全面分析。这样的对比思维有利于学生的理解和记忆。1、一氧化碳的物理性质无色、无味的气体，密度比空气略小；难溶于水，在通常状况下，1体积的水仅能溶解约0.02体积的一氧化碳。注意：气体密度大小的比较：在同温同压条件下，气体密度与气体分子的相对分子质量成正比。所以，ρ(CO2)>ρ(O2)>ρ(空气)>ρ(CO)>ρ(CH4)>ρ(H2)。2、一氧化碳的化学性质在CO分子里每个碳原子与一个氧原子结合(碳元素的化合价为+2价)，它能进一步与氧(氧气或某些氧化物中的氧)结合(碳元素的化合价变为+4价)而被氧化，故CO具有可燃性和还原性。(1)可燃性2CO+O22CO2(淡蓝色火焰)燃烧时放出大量的热，是重要的燃料。点燃前必须检验CO的纯度，否则，容易发生爆炸。(2)还原性CuO+COCu+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2工业上常用CO冶炼铁。注意2CO+O22CO2CO2+C2CO二者的相互转化往往在推断题中出现。(3)毒性CO和人体血红蛋白的结合能力比氧与血红蛋白的结合能力强200～300倍，而碳氧血红蛋白的解离比氧合血红蛋白缓慢约3600倍，人吸入CO易造成人体缺氧，严重者致死。CO轻度中毒者，应该吸入大量新鲜空气或进行人工呼吸；医疗上常采用静脉注射亚甲基蓝进行解毒。三三、例题精析使用建议说明：此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。例题1例题1实验室按下图所示装置制取二氧化碳，并试验二氧化碳的性质。试回答以下问题：(1)实验前应检查装置A的___________。(2)装置A中发生反应的化学方程式是___________________。(3)若要用装置B鉴定二氧化碳，在B中应盛放的试剂名称是_________，当将①和②的导管口连接时，B中看到的现象是__________________。(4)若要用装置C证明二氧化碳能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，还应加入的试剂是___________，当将①和③的导管口连接时，C中看到的实验现象是___________。(5)烧杯D中放有燃着的蜡烛，当将①和④的导管口连接时，D中看到的现象是_____________，证明二氧化碳具有______________的性质。【答案】(1)气密性(2)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O(3)澄清石灰水澄清石灰水变浑浊(4)石蕊试液溶液变红(5)下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大【解析】此题全面考查二氧化碳的性质，突出二氧化碳在本单元的重要地位。(1)考查装置的气密性检验。(2)书写实验室制取二氧化碳气体的反应原理。(3)中涉及了二氧化碳与澄清石灰水反应。(4)中证明二氧化碳能与水反应生成碳酸，(5)中说明二氧化碳灭火时，既利用了其化学性质，也利用了二氧化碳的密度比空气大这一物理性质。例题2例题2不能用来鉴别二氧化碳和氧气的是 ()A、燃着的木条B、颜色、气味C、紫色石蕊试液D、澄清石灰水【答案】B【解析】氧气能支持燃烧，二氧化碳既不燃烧，又不支持燃烧，用燃着的木条能鉴别二氧化碳和氧气。二氧化碳能使紫色石蕊试液变红色，氧气不能，用紫色石蕊试液也能鉴别二氧化碳和氧气。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气不能，用澄清石灰水也能鉴别二氧化碳和氧气。氧气和二氧化碳都是无色．无味的气体，通过颜色．气味无法鉴别二氧化碳和氧气。例题3例题例题3例题3二氧化碳能灭火是因为()A、它是一种能溶于水的气体B、加压、降温，它可以变成干冰C、它的密度比空气大D、它不能燃烧，也不支持燃烧【答案】CD【解析】用二氧化碳灭火是利用了二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的化学性质，但是氮气不燃烧也不支持燃烧，为什么不用氮气来灭火呢?由于氮气的密度比空气小，不能覆盖在燃烧的物体上，不能隔绝空气，而二氧化碳的密度比空气大，使燃烧物质与空气隔离。因此用二氧化碳灭火，既利用了二氧化碳的物理性质，也利用了二氧化碳的化学性质。例题4例题4下图为自然界中碳循环示意图。图2-91(1)海洋能够吸收二氧化碳，其原因之一是二氧化碳可以与水反应，请写出该反应的化学方程式_________。(2)请验证人和动物呼出的气体中含有二氧化碳(用化学方程式表示)______________。(3)请根据上图简述二氧化碳对人类生活和环境的影响(各写出1条即可)。利：___________，弊：___________。【答案】(1)CO2+H2OH2CO3(2)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O(3)光合作用(或做化工产品原料或用于灭火等)温室效应(或含量过高影响人体健康等）例题5【解析】此题应从CO2的产生和消耗两个方面进行分析，充分认识CO2对人类生活和环境的影响。CO2能溶于水且与水反应生成H2CO3，检验CO2常用澄清石灰水，现象为澄清石灰水变浑浊。空气中CO2的体积分数约为0.03％，是绿色植物光合作用的主要原料。CO2例题5某课外小组的同学们收集了含一氧化碳和二氧化碳的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按如下装置进行了实验。B装置中盛放是量浓氢氧化钠溶液，其作用是________。C装置中发生反应的化学方程式是____________。A装置和D装置完全相同，其作用的不同之处是________________。该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如下页装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续探究。其中最合理的装置是___________(填序号，瓶内为氢氧化钠溶液)。【答案】(1)充分吸收残留的CO2气体(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(3)A用来检验CO2的存在，D用来确定是否有CO2气体生成而推知废气中是否有CO气体(4)③例题6【解析】(1)为确定含有CO和CO2，一般用澄清石灰水检验CO2的存在，用氧化铁和澄清石灰水检验CO的存在，这样在进入C装置前的气体应为纯净CO，故B用来充分吸收残留的CO2气体。(3)A、D装置相同但作用大相径庭，A用来检验CO2的存在，而D用来确定是否含有CO气体。(4)既将CO2完全吸收(应“长”进)，又需将集气瓶内NaOH溶液排出(应“长”出)，即应选③例题6四四、课堂运用使用建议说明：在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习马上进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：易，中，难。基础基础基础基础1、如图所示，在一个盛有氢氧化钙溶液的容器中有一支燃着的蜡烛，现用一只杯子将蜡烛罩住，猜想一下，会有什么现象发生()A、蜡烛燃烧不变，液面下降B、火焰逐渐熄灭，液面下降C、蜡烛燃烧更旺，液面上升D、火焰逐渐熄灭，液面上升2、联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制CO2等温室气体的排放量，以控制日趋严重的温室效应。请回答下列问题：(1)绿色植物通过____________作用吸收CO2，放出____________。(2)为了缓解大气中的CO2含量的增加，以下建议可行的是______________(填字母)。A、开发太阳能、水能、风能、地热能等新型能B、禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料C、提倡植树造林，禁止乱砍滥伐3、下列叙述中，不符合如图实验设计意图的是()A、说明一氧化碳具有还原性B、说明生成物二氧化碳的密度比空气大C、说明一氧化碳和氧化铜的反应需要加热D、可防止有毒的一氧化碳气体对空气的污染【答案】1、D 2、(1)光合氧气(或O2)(2)AC3、B【解析】1、蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳和水。当杯中的氧气被耗尽后，蜡烛火焰熄灭，生成的二氧化碳与氢氧化钙溶液反应，使杯中的气体减少，压强减小，液面会上升。2、(1)绿色植物通过光合作用，将水、二氧化碳转变成有机物，同时释放氧气。(2)能减少二氧化碳的生成及增大二氧化碳的消耗的建议都是可行的。3、本实验验证了一氧化碳能还原金属氧化物，具有还原性。为防止尾气中含有的CO对环境产生影响，采用点燃的方法除去，所以A、C、D三项通过本装置都能体现出来；CO2密度比空气大在本实验中未得到验证。巩固巩固4、下列说法正确的是()A、二氧化碳有毒，会使人中毒死亡B、CO2的增加是造成温室效应的主要原因，因此空气中CO2含量越低越好C、可以用点燃的方法除去CO2中混有的少量COD、可用澄清石灰水区别CO2和CO两种气体5、当前人们已经认识到无节制排放二氧化碳的危害，纷纷提倡“国家应低碳发展经济，个人应低碳生活”。下列做法不符合上述理念的是()A、尽量采用公共交通工具出行B、拆除低效率的小型燃煤发电厂C、积极研究开发氢气燃料D、拒绝使用含碳元素的物质6、下列对一氧化碳的认识中，错误的是()A、一氧化碳有可燃性，可用作燃料B、一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属C、室内放一盆水，能防止一氧化碳中毒D、分子的不断运动，能使一氧化碳向四周弥漫7、把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中，石蕊试纸不变色。将CO2气体通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色。再将该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，冷却到原温度后，再次通入CO2，溶液又变红色。上述实验现象不能说明的是()A、CO2能和水发生化学反应B、CO2的水溶液具有酸性C、加热能使CO2水溶液的酸性减弱D、CO2具有酸性8、钙是维持人体正常功能所必需的元素。右图所示为某种补钙剂“钙尔奇”说明书的一部分。取1片钙尔奇，放入盛有10g稀盐酸的烧杯中，其中碳酸钙跟盐酸恰好完全反应(其他成分与盐酸不反应)。烧杯内物质质量变为11.34g。试计算：(1)每片钙尔奇中含碳酸钙的质量。(2)服用这种补钙剂，每人每天摄入钙元素的质量。(3)所用稀盐酸中溶质的质量分数。【答案】4、D 5、D 6、C 7、D 8、(1)1.5g(2)1.2g(3)10.95% 【解析】4、CO2无毒，但不供给呼吸，A错误；CO2的增加是造成温室效应的主要原因，但同时CO2也是光合作用的原料，B错误；通常情况下，CO2不支持燃烧，也不燃烧，当CO2中混有少量CO时，CO无法被点燃，故C错误；CO2能使澄清石灰水变浑浊，CO不能，故可用澄清石灰水区别CO2和CO。5、倡导低碳生活，是指减少CO2的排放，而不是拒绝使用含碳元素的物质。6、因CO不能溶于水，也不跟水发生反应，故即使室内放水，也不能防止煤气中毒。最好的方法应是保持房间的通风。7、把干燥的蓝色石蕊试纸放在二氧化碳气体中，石蕊试纸不变色，说明二氧化碳不具有酸性。当二氧化碳溶于水后能使石蕊指示剂变红色，说明二氧化碳与水反应，并生成一种酸性物质，当加热该溶液时，红色逐渐褪去，说明酸性逐渐减弱。8、本题属于商标信息分析题。由题意知，1片钙尔奇的质量为2.0g，根据质量守恒定律，可得出一片钙尔奇与盐酸反应后生成的二氧化碳的质量为：2g+10g－11.34g=0.66g；据此，可以利用化学方程式求出1片钙尔奇中碳酸钙的质量和10g盐酸中氯化氢的质量；因每人每天服用两片钙尔奇，故可以根据其中所含碳酸钙的质量，求出摄入的钙元素的质量。解：(1)设每片钙尔奇中碳酸钙的质量为x，盐酸中溶质的质量为y根据质量守恒定律，可知生成二氧化碳的质量为：2g+10g-11.34g=0.66gCaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O1007344xy0.66g100∶44=x∶0.66g73∶44=y∶0.66gx=1.5gy=1.095g(2)每片钙尔奇中钙元素的质量为：1.5g××100%=0.6g根据“一日2次，每次1片”可知，每人每天摄入的钙元素的质量为：0.6g×2=1.2g(3)盐酸中溶质的质量分数为：1.095g/10g×100%=10.95%答：略。拔高拔高拔高拔高9、一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。(1)有人认为，二者就像孪生兄弟，这是因为____________。(填字母)A、它们由同种分子构成B、它们由相同元素组成C、它们都有毒D、它们都能溶于水(2)有人认为，二者化学性质相差甚远，请给出一条支持他的理由：____________________________。(3)其实，二者是可以相互转化的，请用化学方程式表示此过程：____________________________。10、CO和CO2尽管分子中只差一个氧原子，但性质差别很大。下面是四位同学设计的鉴别CO和CO2的方法，你认为不正确的是()①通入澄清的石灰水中②通入水中③通过灼热的氧化铜④闻气体的气味A、①②B、②③C、②④D、①③【答案】9、(1)B(2)二氧化碳不能燃烧，一氧化碳可以燃烧(二氧化碳能与水反应，一氧化碳不能；或二氧化碳能与石灰水反应，一氧化碳不能；或一氧化碳能与氧化铜反应，二氧化碳不能)(3)2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2(或3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))3CO2＋2Fe或C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO)10、C【解析】9、问题(1)要从组成上找出二氧化碳和一氧化碳的共性；而问题(2)是找二者性质上的差异；问题(3)二者的转化，要体现相互性。10、CO2能使澄清石灰水变浑浊，而CO不能；CO能使灼热的氧化铜变为红色的铜，而CO2不能，故①、③都可作为鉴别CO和CO2的方法。有些同学错误地认为，CO2能与水反应而CO不能，故也可据此鉴别CO和CO2，产生这种错误认识的原因是没有想到CO2能与水反应，但没有明显现象，仅用水无法鉴别，若在水中滴加紫色石蕊溶液，就可以鉴别。④中CO和CO2都无色、无味，通过气味不能鉴别，且CO有毒，不能直接闻，故也不正确。课堂小结课堂小结使用建议说明：此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。1、二氧化碳的性质及其用途2、一氧化碳的性质及其用途3、二氧化碳与一氧化碳的对比拓展延伸拓展延伸使用建议说明：此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主，但是一定要控制作业的数量，给学生布置的作业一般不要超过5题，这样学生才能保证做题的质量。基础基础1、对比是学习化学的重要方法。下列关于CO2与CO的比较错误的是()。A、一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子B、CO2能溶于水，CO难溶于水C、CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨D、CO2会造成温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒2、由图可知，大气中CO2浓度大约从1800年起急剧增加，下列解释合理的是()。大气中CO2浓度随时间变化图A、大量火山的喷发B、气候的自然波动C、浮游生物的光合作用D、人类大量使用燃料3、株洲晚报2月28日报道：“因厨房窗户紧闭，4名年轻人深夜煤气中毒，幸好被及时抢救，均脱离危险”。下列有关叙述正确的是()。A、引起煤气中毒的主要成分是CO2B、为了便于及时发现煤气泄漏，煤气厂常在家用煤气中掺入微量具有难闻气味的气体C、冬天用煤炉取暖时，为了防止冷空气进入，应关闭门窗D、在煤炉旁放一盆冷水，可以防止煤气中毒4、鉴别O2、CO、CO2三种气体，可行又简便的方法是()。A、将气体分别通入澄清石灰水B、将气体分别通入石蕊试液C、试验三种气体在水中溶解性D、用燃着的木条分别伸入瓶内5、据报道，化学家创造出对CO2有较强吸收能力的糖粉状物质——“干水”，其每个颗粒含水95%，外层是SiO2。下列说法正确的是()。A、干水吸收的CO2过程中只发生物理变化B、干水和干冰是同一种物质C、干水中的分子不再运动D、干水是一种混合物【答案】1、C 2、D 3、B 4、D 5、D巩固巩固6、下列有关碳及其氧化物的说法错误的是（）A、CO与CO2可用澄清石灰水区分B、CO具有还原性，可用于铁的冶炼C、CO2的过多排放可导致酸雨的产生D、金刚石和石墨的结构中碳原子排列方式不同7、节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排放。下列有关二氧化碳的说法正确的是（）A、二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变为红色，说明二氧化碳具有酸性B、二氧化碳的过度排放会加剧温室效应，因此应禁止使用化石燃料C、二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化D、进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火试验，是因为二氧化碳有毒8、下列说法正确的是（）A、CO2能与血液中血红蛋白结合导致中毒B、CO能溶于水生成酸C、用闻气味的方法能够区别CO2和COD、CO可以在O2中燃烧9、科学研究发现，金星大气层的成分之一是三氧化二碳（C2O3）,实验证明三氧化二碳的化学性质与一氧化碳相似。下列关于三氧化二碳的说法中，不正确的是（）A、C2O3能使澄清石灰水变浑浊B、C2O3在O2中充分燃烧的产物为CO2C、C2O3在一定条件下能还原氧化铁D、C2O3中碳的化合价为＋3【答案】6、C7、C8、D9、A拔高拔高10、下列分析判断正确的是（）A、酸能够使紫色石蕊试液变红，二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，所以二氧化碳是酸B、铁、铜都是金属单质，都能够置换出盐酸、稀硫酸中的氢C、氧化物中含有氧元素，但是含有氧元素的化合物不一定是氧化物D、燃着的木条伸入某无色气体中会熄灭，证明该无色气体一定是二氧化碳11、在大自然中，CO2与O2能相互转换，以保持空气成分相对稳定。（1）空气中氧气的体积分数约为；大气中二氧化碳含量增多会导致效应。（2）植物通过光合作用，可将二氧化碳转化为氧气，光合作用的化学方程式为6CO2＋6XC6H12O6＋6O2，则X