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第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳和一氧化碳（讲学）课标定位1、 初步学会在实验室中制取二氧化碳。2、 了解二氧化碳和一氧化碳的性质3、 了解并关注温室效应知识梳理核心知识归纳1.二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,可用燃着的木条检查集气瓶是否已收集满二氧化碳。检查时,木条应放在瓶口。2.二氧化碳与水反应,其化学方程式为:H2O+CO2H2CO3,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。碳酸很不稳定,在加热条件下又会分解生成二氧化碳和水:H2CO3H2O+CO2。3.二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,此反应可用于检验二氧化碳。4.防止温室效应的措施:减少化石燃料的燃烧;开发新能源;植树造林,严禁乱砍滥伐森林等。5.一氧化碳的化学性质(1)一氧化碳的可燃性:2CO+O22CO2。(2)一氧化碳具有毒性:极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好与氧气结合,造成生物体内缺氧。(3)一氧化碳的还原性:CuO+COCu+CO2。实验装置(如图所示):反应现象:黑色固体变成红色;澄清石灰水变浑浊。实验步骤: 先通入CO一会儿;加热;停止加热;继续通入CO到玻璃管冷却为止。知识点一、二氧化碳的物理性质知识在线1.在通常情况下,二氧化碳是一种无色无味的气体。在标准状况下,二氧化碳的密度是1.977 g/L,约是空气密度的1.5倍。(1)验证CO2是否集满的方法,见下表。实验步骤实验现象实验结论制取并收集二氧化碳,根据二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的性质,可用燃着的木条检查集气瓶是不是已收集满二氧化碳,检查时燃着的木条应放在集气瓶口若燃着的木条熄灭,则说明集气瓶中的二氧化碳已收集满二氧化碳比空气重,沉在集气瓶底部,收集二氧化碳时可采用向上排空气法(2)将二氧化碳气体从集气瓶倾倒入烧杯中,见下表。实验步骤实验现象实验结论将CO2气体慢慢倒入烧杯中两支蜡烛自下而上依次熄灭二氧化碳不燃烧,一般情况下也不支持燃烧,其密度比空气大2.二氧化碳能溶于水。在通常状况下,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。实验步骤实验现象实验结论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,振荡瓶子变瘪二氧化碳能溶于水,使瓶内的气体体积减小,因而压强减小,外界大气压把瓶子压瘪了3. 二氧化碳加压降温可以变成雪花状固体,这种固体俗称“干冰”。考题再现【考题示例】二氧化碳与人们的生产和生活有着广泛的联系,下列关于二氧化碳的认识中,正确的一组是()在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高二氧化碳在水中的溶解量跟压强成反比绿色植物光合作用时吸收二氧化碳并放出氧气二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子A. B. C. D.【答案】C【解析】由于二氧化碳的密度比空气大且在地窖和枯井内空气流通不畅,所以二氧化碳的含量一般比较高;气体在水中的溶解量一般随压强的增大而增大,溶解量跟压强成正比;光合作用吸收二氧化碳放出氧气;一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子,而不能说二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子。知识点2:二氧化碳的化学性质知识在线1.二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸。2.二氧化碳与水反应生成碳酸,其化学式为:H2O+CO2H2CO3,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。它不稳定,在加热条件下又会分解生成二氧化碳和水:H2CO3H2O+CO2。实验目的:探究二氧化碳与水能否发生反应。实验步骤、现象和结论如下表。实验步骤实验现象实验结论取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花将第一朵纸花喷上稀醋酸将第二朵纸花喷上水将第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中将第四朵纸花喷上水后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中观察四朵花的颜色变化将第四朵纸花取出,小心烘烤,观察现象第一朵纸花变红色第二朵纸花没有变色第三朵纸花没有变色第四朵纸花变红色纸花由红色变成紫色说明酸能使石蕊溶液变红说明水不能使石蕊溶液变色二氧化碳气体不能使石蕊溶液变色说明二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊溶液变红碳酸可以分解3.二氧化碳与澄清石灰水的反应:CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。现象:澄清的石灰水变浑浊。应用:此方法可用于检验二氧化碳。易错警示(1)二氧化碳能溶于水和二氧化碳与水反应在本质上是有差异的,前者是二氧化碳的物理性质,后者才是二氧化碳的化学性质。当二氧化碳通入水中时,仅有10%的二氧化碳与水发生了反应,其余的90%仍以二氧化碳的形式存在。(2)碳酸使紫色石蕊试液变红,而不是“紫色石蕊试液使碳酸变红”。(3)碳酸具有酸性,而二氧化碳不具有酸性,二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红。考题再现【考题示例】某同学设计了如图所示的一组实验。取4朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按下图进行实验。回答下列问题:(1)观察到纸花的颜色变化是:.纸花变红;.;.纸花不变色;.。(2)该同学进行的、两项实验,说明什么?。(3)该同学进行4组对比实验的目的是什么?(用文字叙述)。(4)写出实验中发生反应的化学方程式。【答案】(1)纸花不变色;纸花变红(2)稀醋酸能使紫色石蕊变红,水不能使紫色石蕊变色(3)证明水和二氧化碳不使紫色石蕊变色,酸能使紫色石蕊变红,二氧化碳溶于水可生成酸(4)H2O+CO2H2CO3【解析】本题是探究性实验题,通过对比实验,得出结论:()水不能使小花变色,说明水不显酸性;()干燥的小花直接放入二氧化碳气体中小花不变色,说明二氧化碳本身不显酸性;()干燥小花喷水后放入二氧化碳气体中,小花变红色,说明了水与二氧化碳反应生成了能使小花变色的物质。知识点三、二氧化碳的用途知识在线CO2的性质用途(1)不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大用来灭火(2)CO2+H2O葡萄糖+O2光合作用(3)用CO2、H2O、NaCl等生产纯碱化工原料(4)干冰升华吸热制冷剂,人工降雨等例考题再现【考题示例】下列关于二氧化碳的用途中,既跟它的物理性质有关,也跟它的化学性质有关的是()A.人工降雨 B.植物的光合作用 C. 灭火 D.用作化工原料【答案】C【解析】灭火时既利用二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧这一化学性质,又利用二氧化碳的密度比空气大这一物理性质。知识点四、二氧化碳对生活和环境的影响知识在线1.二氧化碳对人体健康的影响:进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前可以预先做灯火试验,如果灯火燃烧不旺盛或熄灭,可知二氧化碳浓度较大,人不宜进入。2.温室效应(1)温室效应的产生:因为能源消耗增多,森林遭到破坏,大气中CO2的含量不断上升,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖,这种现象叫“温室效应”。(2)温室效应的危害及防止措施,见下表。主要危害防止措施全球变暖将可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市,以及使土地沙漠化、农业减产等减少使用煤、石油、天然气等化石燃料更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等易错警示二氧化碳并不是能产生温室效应的唯一气体,还有臭氧、甲烷和氟氯代烷等。考题再现【考题示例】目前,全世界气候变化出现异常,专家对此现象展开了激烈讨论,因此与碳有关的词汇(如碳汇、低碳经济)迅速流传开来。(1)大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是(答一条即可)。(2)碳汇可理解为绿色植物吸收并储存二氧化碳的能力,绿色植物通过作用吸收二氧化碳。(3)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。下列做法符合“低碳经济”理念的是(填序号)。大力发展火力发电大力发展新能源汽车优化建筑设计,推广节能建筑【答案】(1)含碳燃料的大量使用或工业上排放大量的二氧化碳等(2)光合(3)、【解析】(1)造成空气中二氧化碳的含量不断上升的主要原因有:含碳燃料的大量使用、工业排放的废气含大量二氧化碳及大面积地破坏森林和植被。(2)植物通过光合作用吸收二氧化碳,并放出氧气,通过呼吸作用吸收氧气,排出二氧化碳。(3)“低碳经济”就是要减少二氧化碳的排放,而大力发展火力发电会产生大量的二氧化碳气体。知识点5:一氧化碳性质与用途知识在线一、一氧化碳的物理性质一氧化碳是一种无颜色无气味的气体,密度比空气略小,难溶于水。拓展延伸一氧化碳的密度比空气略小,不能用排空气法收集。它难溶于水,因此可用排水法收集。二、一氧化碳的化学性质1.一氧化碳的可燃性(如图所示)一氧化碳燃烧产生蓝色火焰,并放出热量。将一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,发现石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成,这是检验一氧化碳的方法。化学方程式为:2CO+O22CO2。2.一氧化碳的还原性(1)CO与CuO反应的方程式为:CuO+COCu+CO2。(2)实验装置(如图所示)。(3)反应现象:黑色固体变成红色;澄清石灰水变浑浊。(4)实验步骤:先通入一会儿CO;加热;停止加热;继续通入CO到玻璃管冷却为止。说明:先通入一会儿CO,是为了防止玻璃管内的空气没有排尽,加热时发生爆炸。 继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜。用酒精灯点燃是进行尾气处理:防止一氧化碳污染空气。此实验应在通风橱中进行:防止没除净的CO使人中毒。拓展延伸CO还原CuO是初中阶段一个非常重要的实验。在本实验中着重注意以下几个问题:化学反应的方程式;反应的现象;CO的验纯;实验操作步骤:先通CO后加热,实验完毕,要先停止加热,再继续通CO至玻璃管冷却;CO尾气的处理。4. 一氧化碳的毒性:一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。三、一氧化碳的用途利用一氧化碳的可燃性,可用作燃料;利用一氧化碳的还原性,可用于冶金工业。考题再现【考题示例】1、下列说法中,正确的是()A.煤炉上放一壶水可以防止CO中毒B.金刚石、石墨都是由碳原子构成的,所以都很坚硬C.用活性炭可以除去水中的氯化钠杂质D.用澄清石灰水可区分CO、CO2【答案】D【解析】CO难溶于水且不与水反应,所以在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒,故A错误;金刚石和石墨虽然都是由碳原子构成的,但碳原子的排列方式不同,物理性质有很大差异,金刚石很硬,但石墨很软,故B错误;活性炭具有吸附性,可以除去颜色和异味,但不能除去水中的氯化钠,故C错误;二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能,因此可用澄清石灰水区分一氧化碳和二氧化碳,D正确。2、仔细观察在煤炉中燃烧的煤,你会发现有如图所示的现象。请你指出在图中蓝色火焰处发生的反应的化学方程式()A.C+O2CO2B.2C+O22CO C.2CO+O22CO2 D.CO2+C2CO【答案】C【解析】碳燃烧没有火焰产生;二氧化碳与碳反应转化为一氧化碳是吸热反应,没有火焰产生;一氧化碳燃烧产生蓝色火焰。走近中考1、【2018年山东省威海市中考化学试题】据中国环境报报道，为应对气候变化，落实巴黎气候变化协定，2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场，按国际惯例，这里的“碳”是指 ( )A二氧化碳 B单质碳 C碳元素 D所有含碳化合物【答案】A【解析】2017年国家建立了统一的碳排放权交易市场，这里的“碳”是指二氧化碳,故选A。2、【2017年山东省威海市中考化学试题】关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是( )A碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环B碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化C绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环D碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定【答案】A【解析】A碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环；B碳循环和氧循环过程中均有物质种类改变，都发生了化学变化C绿色植物的生长过程，既涉既有含碳化合物的转化即碳循环，又涉及含氧物质的转化即氧循环；D碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定正确，选A 3、【2018年江苏省扬州市中考化学试题】铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O。称取14.4 g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是A装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2B实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间C根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2OD若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高【答案】B【解析】A、装置A中的反应是CuOCOCu+CO2，Cu2OCO2Cu+CO2，反应中没有生成水，装置B的作用是吸收反应生成的CO2，错误；B、一氧化碳是具有可燃性的气体，实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间，排尽玻璃管中空气，防止加热时发生爆炸，正确。C、由题意可知装置B增重4.4g，是吸收二氧化碳的质量，由质量守恒定律可知，铜的氧化物中氧元素的质量是：4.4g100% =1.6g，铜原子与氧原子的个数比= ：=2：1，所以确定该固体为Cu2O或Cu和CuO的混合物或Cu2O、Cu和CuO的混合物，错误；D、若缺少装置C，装置B增重的质量偏大，则实验所得Cu、O个数比偏低，错误。故选B。跟踪短训1、O2和O2是自然界中生命活动不可缺少的两种气体,下列对它们的认识中,正确的是()A.都含有氧分子 B.都能供动物呼吸C.都不溶于水 D.密度都比空气大【答案】D【解析】氧气中含有氧分子,而二氧化碳中不含氧分子,故A错误;二氧化碳不能供给呼吸,故B错误;氧气不易溶于水,而二氧化碳能溶于水,故C错误;二氧化碳和氧气的密度均比空气大,都可以用向上排空气法收集。2、将制得的二氧化碳气体依次通过图所示的装置,写出A、B两装置中可观察到的实验现象和得出的结论。A装置:现象;验证的性质。B装置:现象;验证的性质。【答案】紫色石蕊试液变为红色;二氧化碳能与水反应产生碳酸;下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭;二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,密度比空气大【解析】此题综合考查了二氧化碳的性质,包括:二氧化碳与水的反应,二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,密度比空气大。A装置通过紫色石蕊试液变红,可以证明二氧化碳能与水反应生成碳酸;B装置通过下层蜡烛先灭,上层蜡烛后灭,可以证明二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,而且密度比空气大的性质。3、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.它们由相同的元素组成C.它们都有毒 D.它们都能溶于水(2)也有人认为,二者化学性质相差甚远,请给出一条支持他的理由。【答案】(1)B(2)一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子【解析】二氧化碳与一氧化碳是由不同分子构成的,但组成元素相同(即C、O),其中CO有毒,不溶于水,而CO2无毒,能够溶于水。由于CO和CO2的组成不同,故它们在性质上存在很大的差异。4、小平同学设计了如图所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答:(1)当装置B中的澄清石灰水变浑浊时,说明。(2)为了保证安全,在通入CO气体之前应该。【答案】(1)反应有CO2气体生成(2)检验CO气体的纯度【解析】澄清石灰水的主要作用是验证一氧化碳与氧化铜反应后是否有二氧化碳生成,而气球的作用是收集未反应的一氧化碳,防止排放到空气中引起空气污染。一氧化碳是一种可燃性气体,为了保证安全、防止发生爆炸事故,在加热或点燃之前一定要检验它的纯度。11
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