二氧化碳的性质和制取中学教育中学学案中学教育中学学案.pdf

二氧化碳的性质和制取（讲义）知识点睛 1.二氧化碳的性质（1）物理性质 无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固态二氧化碳为白色雪花状固体，俗称，常用 作制冷剂，也可用于人工降雨。（2）化学性质 不燃烧，也不支持燃烧 与水反应 化学方程式：生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红；碳酸不稳定，容易分解成二氧化碳和水。化学方程式：与澄清石灰水反应（此反应用来检验二氧化碳）化学方程式：与氢氧化钠溶液反应（此反应用来吸收二氧化碳）化学方程式：（3）用途 灭火、光合作用、气体肥料、制冷剂、人工降雨等。2.二氧化碳的制取 （1）工业制取二氧化碳 反应原理：【拓展】CaO 易与水发生反应，大量的热，可用作干燥剂，反应的化学方程式：。（2）实验室制取二氧化碳 药品：和 反应原理：a不选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发产生，导致收集到的 CO2 不纯。b不选用稀硫酸，因为反应生成的 微溶于 水，会附着在大理石的表面阻止反应继续进行。c不选用碳酸钠粉末，因为碳酸钠粉末与稀盐酸反 应速率太，不方便收集。（Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2）第 1 页 实验装置 实验室制取的 CO2 中常混有 HCl 和水蒸气，可利用如下装置进行净化。饱和 NaHCO3 溶液可除去 HCl，浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂，除去水蒸气。【拓展】万能瓶的应用 图 A：收集气体（根据气体密度选择合适的进气口）；图 B（短进长出）：收集气体（液体被挤入烧杯）；图 C（长进短出）：除去杂质（气体充分接触液体）；图 D（长进长出）：既能除杂质，又能收集气体。二氧化碳的检验、验满 a 检验：通入澄清石灰水。b 验满：燃着的木条放在集气瓶口。精讲精练 1.下列有关二氧化碳的实验只能证明其物理性质的是（）A B C D 第 2 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?2.检验久未开启的菜窖内 CO2 浓度是否过大的正确方法是（）A 带入一杯水 B带入一个接通电源的手电筒 C带入一支盛满澄清石灰水的试管 D带入一盏点燃的油灯 3.如图所示，水槽内盛有澄清石灰水，点燃高低不同的两支蜡烛，用钟罩将其扣在水槽内。实验中可以观察到的现象有：钟罩内澄清石灰水变浑浊；现象用化学方程式表示为。4.为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B 两同学分别设计了探究实验方案。A 同学的方案是将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察溶液的颜色变化。B 同学的实验方案是取四朵石蕊溶液染成的紫色干燥小花，按图中的步骤依次进行实验，观察小花颜色的变化。请你对 A、B 两同学的实验探究方案进行评价：（1）哪个同学的方案合理：。（2）B 同学的方案中观察到纸花的颜色变化是：纸花变红 纸花 纸花 纸花 （3）B 同学进行的、三项实验的目的分别是：（4）写出 B 同学方案中实验中发生反应的化学方程式：第 3 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?实验步骤 实验现象 气球 1 微微鼓起，注射器 1 中溶 5.小明向先外拉往注盛射有器氧气1的集气瓶中加入少量水，然后滴入几滴石蕊 液变浑浊 溶液，溶液颜色没有改变。接着他把燃着的硫放入集气瓶中，气球 1 继续微微鼓起 过一会儿，溶液变为红色，集气瓶温度升高。请回答：将注射器 2 中的液体推入瓶中 （1）图中硫燃烧时还会产生什么现象？打开 K，将气球 2 中的固体氢氧 气球 1 继续变大（2）为了证明二氧化硫能否与水反应，应补做什么实验？化钠倒入瓶中后，关闭 K 6.某同学利用如图装置验证二氧化碳的相关化学性质。（1）补全步骤中的现象：。（2）步骤中“气球 1 继续变大”的原因是 （3）通过本实验能验证的二氧化碳的化学性质是 （4）简述此微型实验的优点是。7.某课外小组同学将玻璃罩内充满纯净的 CO2，如图 A 所示，在光照充足的条件下，经过一段时间后，该小组同学用注射器从 a 处抽取气体，测定玻璃罩内气体的成分及其含量。【实验 1】检验玻璃罩内是否含有 实验步骤 实验现象抽取适量气体，注入 中 第 4 页 实验结论玻璃罩内含有 CO2 CO2？碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?【实验 2】采用两种方法测定玻璃罩内气体中氧气的含量。方法一：用如图 B 所示的装置测量气体中氧气的含量。（1）实验前要对该装置的气密性进行检查，小明设计了一种方法，请你帮助他完成：打开止水夹，把导管末端 浸没在水中，若导管内水柱上升且一段时间不下降，则装置气密性良好；（2）将抽取的气体用排水法收集到 150 mL 的集气瓶中，关闭止水夹，点燃红磷；（3）待装置冷却到室温后，打开止水夹，烧杯内液体进入 到集气瓶中，体积约为 125 mL。方法二：用下图 C 所示的装置测量气体中氧气的含量。（1）抽取 150 mL 的气体，缓缓地从 b 处通入装置中；（2）实验结束后，c 处气体的化学式为，集气瓶中 排出的液体体积为 75 mL，该方法所测得的氧气约占 气体总体积的%。【实验反思】通过对比，该小组同学发现，两种方法所得实 验结果差距较大，其中实验结果更为准确的是 （填“方法一”或“方法二”），另一个方法中不合理的实 验操作是。第 5 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?8.用右图装置可以制取二氧化碳并探究其性质。下列关于该实 验的叙述正确的是（）A 浸有紫色石蕊溶液的棉花会变蓝 B粗铜丝能控制反应的发生和停止 C产生的二氧化碳可用生石灰干燥 D能证明二氧化碳的密度比空气大 9.某实验小组的同学设计了两套实验室制取二氧化碳的装置。（1）你认为合理的是 _，不能采用另一种装置的原因是 （2）实验室制取二氧化碳，（填“能”或“不能”）将稀盐酸换成浓盐酸，理由是 10.实验装置的设计和组装是一个改进的过程，请观察下列实验室制取二氧化碳的装置，回答相关问题。（1）A 中反应的化学方程式为。（2）与 A 装置相比，B 装置的优点是。（3）写出检查 A 装置气密性的方法。（4）C 装置从（“a”或“b”）端进气，可用来收集 CO2。（5）D 装置可用来测量生成气体的体积，在水面放一层植物 油的目的是，植物油上方 原有的空气对实验结果（填“有”或“无”）影响。第 6 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?11.甲图是实验室制取二氧化碳的装置图，该装置图的特点是能够随时控制反应的发生与停止。（1）请简述使甲图装置中反应停止的原理。（2）下图中（填编号）可起到与甲图装置相同的效果。（3）实验室用过氧化氢与二氧化锰混合制取氧气，（填“能”或“不能”）选用甲图装置，原因是 第 7 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?【参考答案】知识点睛 1.（1）干冰 （2）CO2 2 O 2 3 23 CO 2 2 O +H H CO H CO +H CO 2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O CO2+2NaOH Na2CO3+H2O 高 高 CaO+CO2 2.（1）CaCO3 放出 CaO+H2 O 2 Ca(OH)（2）大理石（或石灰石）稀盐酸 CaCO+2HCl CaCl+H O+CO 3 2 2 2 HCl 硫酸钙（或 CaSO4）快 精讲精练 1.D 2.D 3.高处蜡烛先熄灭，低处蜡烛后熄灭钟罩内液面上升 CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O 4.（1）B 同学（2）不变红 不变红 变红 （3）证明酸能使紫色石蕊溶液变红证明使紫色石蕊溶液变红的不是水证明使紫色石蕊溶液变红的不是二氧化碳 （4）CO2+H2O H2CO3 5.（1）发出明亮的蓝紫色火焰，有刺激性气味气体产生。（2）把干燥的石蕊纸花放入充满二氧化硫的集气瓶中。6.（1）紫色石蕊溶液变成红色 （2）二氧化碳和氢氧化钠反应使容器内气体减少，压强减小 （3）二氧化碳分别能和水、氢氧化钙、氢氧化钠反应（4）节约药品（答案合理即可）7.【实验 1】第 8 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 【实验 2】方法一：将集气瓶浸没在冰水中 方法二：O2 50 【实验反思】方法二 取样时用排水法收集气体 8.B 9.（1）乙 试管中的导管伸到了液面以下，生成的气体不能导出 （2）不能 浓盐酸易挥发出 HCl，导致收集到的 CO2 不纯 10.（1）CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O （2）可控制反应速率 （3）用弹簧夹夹紧胶皮管，向长颈漏斗中加水至淹没漏斗末端，继续加少量水，若能观察到漏斗颈中形成一段稳定的水柱，则装置气密性良好。（4）a （5）防止二氧化碳溶于水无 11.（1）关闭弹簧夹，产生的气体使试管内的压强增大，大于外界大气压，试管内的液体被压回长颈漏斗中，与固体反应物分离，反应便会停止。（2）BD （3）不能 二氧化锰为粉末状固体 第 9 页 碳为白色雪花状固体俗称作制冷剂也可用于人工降雨化碳为状固状学性质不燃烧支持状学与人水反称应方程人状学式生成方的酸能人使紫石状紫蕊溶液变红稳定容易分解二氧和澄清溶灰此来检验取业原此来检验取业原理拓展发干状理人燥烧实烧燥烧室实烧燥烧室实烧业原药不水品选浓因挥清溶产导致收集到纯水稀硫人会附收集着在业大可页装置大中页装置常混装置状学有蒸状学式生成状学气利如学下进行净饱除灰去具雪雨吸液吸支吸剂吸状学万瓶灰去验图根人据密制度在择合色适口短长业原药不水出被挤二入杯?状紫蕊溶人水品选到?状学?剂?状学生?灰?短?的短长?页业原页业原页业原页业原业原药不水?据密?解?