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第六单元 燃烧与燃料 第2课时 大自然中的二氧化碳,总纲目录,泰安考情分析,基础知识过关,课前速写, C+O2 CO2(充分燃烧)(合理即可) 2C+O2 2CO(不充分燃烧) CO2+C 2CO 2CO+O2 2CO2(合理即可) Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O CaCO3 CaO+CO2(合理即可), 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2(合理即可) Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH(合理即可) CO2+H2O H2CO3 H2CO3 H2O+CO2 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2(合理即可) CH4+2O2 CO2+2H2O,C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,1.循环过程,知识点一 二氧化碳的循环,2.温室效应 (1)由于人类大量使用化石燃料导致空气中二氧化碳含量升高,全 球气候变暖。 (2)危害:冰川融化,海平面上升,生物圈受到影响。 (3)防治措施:减少使用 化石燃料 ,开发 新能源 ,植树 造林等。,3.低碳生活 在日常生活中,尽可能直接或间接减少化石能源消耗,从而降低二 氧化碳的排放量。例如:少使用一次性筷子,尽量采用公共交通方 式出行等。,知识点二 二氧化碳的性质和用途,1.CO2的物理性质 通常情况下,二氧化碳是一种 无色、无味 的气体,密度比空 气 大 , 能 溶于水,一定温度下能够变成白色固体,俗 称 干冰 。,2.CO2的化学性质 (1)不燃烧也不支持燃烧 向放有阶梯状蜡烛的烧杯中倾倒CO2,观察到 下 层的蜡烛 先熄灭, 上 层的蜡烛后熄灭,说明CO2的密度比空气 大 ; 不燃烧也不支持燃烧 ,可以用于 灭火 。 (2)与水反应,CO2通入紫色石蕊试液中,试液由紫色变为红色,反应的化学方程 式: CO2+H2O H2CO3 。 碳酸不稳定,易分解,反应的化学方程式: H2CO3 H2O+CO2 。 特别提醒 使石蕊试液变色的是碳酸,而不是CO2。 颜色发生改变的是指示剂(石蕊试液),而不是碳酸。 实验拓展,()()中纸花不变色,()中纸花变色说明使石蕊试液变色的是 碳酸,而不是二氧化碳或水。,(3)与碱反应 a.与澄清石灰水反应,向澄清石灰水中通入CO2,澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式: Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 。 这个反应可以用来检验CO2气体。 向装满CO2的矿泉水瓶中加入适量澄清石灰水,拧紧瓶盖并振荡, 澄清石灰水变浑浊,瓶子变瘪。 b.与氢氧化钠溶液反应,将一支装满CO2的试管倒置在盛有饱和NaOH溶液的烧杯中,观察 到试管内液面上升,反应的化学方程式: 2NaOH+CO2 Na2 CO3+H2O 。 向装满CO2的矿泉水瓶中加入适量NaOH溶液,拧紧瓶盖并振荡, 瓶子变瘪。 知识拓展 实验装置改进:,3.CO2的用途,知识点三 二氧化碳的制取,1.工业制法:常用煅烧 石灰石 的方法制取CO2,化学方程式 为 CaCO3 CaO+CO2 。,2.实验室制法(详见核心实验突破),实验 CO2的实验室制取,1.实验药品:实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取CO 2。 注意 (1)不用稀硫酸是因为生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理 石或石灰石的表面,会阻止反应继续进行。 (2)不用碳酸钠是因为反应速率太快,不利于反应的控制和气体的 收集。 (3)不能用浓盐酸是因为其具有较强的挥发性,会使收集到的气体 中含有较多的HCl杂质。,核心实验突破,2.反应原理 反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 。,3.实验装置 制取CO2应选择与用 过氧化氢 制氧气相同的发生装置,收 集装置一般用向上排空气法,选择该方法收集的原因是 CO2 密度比空气大、能溶于水 。 注意 (1)长颈漏斗的末端必须要液封,以防气体直接从长颈漏斗 逸散。,(2)导气管必须伸到至接近集气瓶的底部,以便把集气瓶内的空气 排尽。,4.检验方法 将产生的气体通入 澄清石灰水 中,若观察到 澄清石灰 水变浑浊 ,则证明生成的气体是CO2。,5.验满的方法 把燃着的木条放在集气瓶 口 ,若木条熄灭,则证明已收集 满。,6.干燥方法 通常使用 浓硫酸 对CO2进行干燥,不能使用 NaOH固体、 碱石灰进行干燥。 例1 (2018聊城,21,10分)如图是实验室制取并验证某种气体化 学性质的有关装置,据此回答下列问题:,(1)仪器的名称是 分液漏斗 ; (2)组装好装置A后,必须首先 检查装置的气密性 。 (3)若A与C连接,C中澄清的石灰水变浑浊,则实验室制取该气体 的化学方程式是 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 ,用 向 上排空气 法收集该气体。 (4)若A与B连接,则B中紫色石蕊试液变 红 色。,解析 (1)的名称为分液漏斗。 (2)组装好装置A后,必须首先检查装置的气密性。 (3)C中澄清的石灰水变浑浊,说明A中制取的是二氧化碳,碳酸钙 和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;二氧化碳能溶于水,密度 比空气大,因此用向上排空气法收集。 (4)二氧化碳能使紫色石蕊试液变红,因为二氧化碳和水反应生成 碳酸。 变式1-1 (2018安徽,12,7分)下图是实验室中常见装置,回答下列 问题。 查阅资料:常温下,CO2难溶于饱和NaHCO3溶液。,(1)仪器X的名称是 长颈漏斗 。 (2)实验室制取CO2应选用的发生装置是 A (填字母序号),反应 的化学方程式是 CaCO3+ 2HCl CaCl2 + H2 O + CO2 ,该 反应属于 复分解反应 (填反应类型)。 (3)常温下,下列收集CO2的方法中不可行的是 b (填字母序 号)。,a.向上排空气法 b.向下排空气法 c.排饱和NaHCO3溶液法 (4)某同学进行图D所示的操作时,观察到高的蜡烛先熄灭,其原因 可能是 二氧化碳倾倒过快,先使高蜡烛火焰附近氧气浓度减少 。,解析 (1)仪器X为长颈漏斗。(2)实验室利用石灰石与稀盐酸在 常温下反应制取CO2,固体和液体反应,且不需要加热,故选A作为 发生装置,反应的化学方程式为CaCO3+ 2HCl CaCl2 + H2 O + CO2,该反应属于复分解反应。(3)二氧化碳的密度比空气大,可 用向上排空气法收集;二氧化碳在常温下难溶于饱和NaHCO3溶 液,所以可以采用排饱和NaHCO3溶液的方法收集。(4)二氧化碳 不能燃烧,也不支持燃烧,若二氧化碳倾倒过快,会使高的蜡烛火 焰附近氧气浓度减少而先熄灭。,泰安真题精练,考点一 二氧化碳的循环温室效应和低碳 生活,1.(2014泰安,2,2分)“节能减排,低碳生活”的主题旨在倡导节约 能源和利用清洁能源,减少温室气体二氧化碳的排放。下列措施 中不符合该主题的是 ( C ) A.广泛使用太阳能和风能等清洁能源 B.回收利用废旧金属,C.多使用一次性塑料制品 D.减少使用私家车次数、多乘公交车或骑自行车,解析 广泛使用太阳能和风能等清洁能源可以有效降低二氧化 碳的排放量,故A正确;回收利用废旧金属,可减少环境污染,节约 能源,故B正确;多使用一次性塑料制品会造成白色污染,故C错误; 少用私家车、多乘公交车或骑自行车可以减少温室气体的排放, 故D正确。,考点二 二氧化碳的性质和用途,2.(2017泰安,6,2分)CO2是重要的资源,以其为原料可获得下列四 种物质。下列说法错误的是 (D ) A.反应是太阳能转化为化学能 B.反应的实现有利于缓解“白色污染” C.反应可用来制取氮肥 D.反应获得产品后的剩余液中,溶质只有NaHCO3,解析 反应是光合作用,该过程中太阳能转化为化学能,故A正 确;反应的实现有利于缓解“白色污染”,故B正确;尿素是一种 常用的氮肥,反应可用来制取氮肥,故C正确;反应获得产品后 的剩余液中,溶质除NaHCO3外,还有NH4Cl等,故D错误。,3.(2015泰安,26节选,4分)实验设计是化学实验的重要环节。请根 据下列实验要求回答相关问题: 【活动与探究一】用对比实验方法探究二氧化碳的性质。 实验一:,实验二: (1)实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度为 ABC,其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为 Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+H2O ;对比A瓶与 C (填“B”或“C”) 瓶的实验现象,可证明CO2能与NaOH发生反应。 (2)实验二观察到C装置中发生的现象是 湿润的蓝色石蕊试纸,变成红色,干燥的蓝色石蕊试纸不变色 ;结论是 CO2+H2O H2CO3 (用化学方程式表示)。,解析 (1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳与氢 氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水;二氧化碳与氢氧化钠溶液或水 反应看不到明显现象。A瓶比C瓶变瘪程度大,说明A瓶变瘪,不 仅仅是水的缘故,还因为二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。(2)由 于二氧化碳不具有酸性,因此二氧化碳不会使实验二C装置中干 燥的蓝色石蕊试纸变红;而二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能 使石蕊变红,因此C装置中湿润的蓝色石蕊试纸会变红。,山东真题精练,考点一 二氧化碳的循环,1.(2016威海,13节选,6分)自然界中的碳循环 碳是组成生物体的基本元素之一,也是组成煤、石油、天然气等 的主要元素之一。自然界中的碳循环主要是通过CO2来实现 的。下图是碳循环主要途径的模式图。,碳循环主要途径模式图 (1)结合上图,下列关于碳循环的认识正确的是(填序号) AD 。 A.有机物和无机物可以相互转化 B.碳循环过程只涉及化学变化 C.碳循环过程中,各元素的化合价都不变 D.燃烧过程中能量的转化形式是化学能转化为热能和光能 (2)用化学方程式表示上图碳循环中的下列变化。 动物体内的葡萄糖在酶的作用下发生缓慢氧化,生成二氧化碳 和水 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 。,消耗二氧化碳的一种方式 6CO2+6H2O C6H12O6 +6O2(或CO2+H2O H2CO3) 。,解析 (1)绿色植物从空气中吸收二氧化碳,经光合作用转化为葡 萄糖,并放出氧气,说明有机物和无机物可以相互转化,故A正确; 碳循环过程也涉及物理变化,如大气中的二氧化碳溶于海水中,故 B错误;碳循环过程中,有单质氧气生成,氧元素的化合价改变,故C 错误;燃烧过程中能量的转化形式是化学能转化为热能和光能,故 D正确。(2)动物体内的葡萄糖(C6Hl2O6)被缓慢氧化生成二氧化 碳和水,反应的化学方程式为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O。二 氧化碳与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为CO2+H2O H2 CO3;光合作用吸收二氧化碳,放出氧气,反应的化学方程式为6CO2,+6H2O C6H12O6+6O2。,2.(2016莱芜,10,2分)自然界中二氧化碳的循环如图所示,下列过 程放在X处不合理的是 ( D ) A.人和动物的呼吸 B.植物的呼吸作用 C.化石燃料的燃烧 D.利用太阳能发电,解析 从图示中可以看出X处是产生二氧化碳,人和动植物的呼 吸能产生二氧化碳,化石燃料的燃烧也能产生二氧化碳,而利用太 阳能发电不产生二氧化碳。,考点二 二氧化碳的性质和用途,3.(2016烟台,18,7分)2015年第21届联合国气候变化大会的核心议 题是碳排放及全球气候变暖。 (1)自然界中二氧化碳的消耗主要有以下两个过程:绿色植物光 合作用吸收二氧化碳和水生成葡萄糖(C6H12O6)和氧气。自然 界中的水体吸收二氧化碳生成碳酸。从物质转化的角度看,上述 两个反应的反应物相同,而产物却完全不同,其原因是 反应条件 不同 。光合作用的化学方程式是 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 。 (2)二氧化碳可被压缩成液态,封存在地质结构中。从微观角度解,释二氧化碳能够压缩成液态的原因是 分子间有间隔 。如果 CO2被封存在含氢氧化钙的地下咸水层中,则可转化为固态碳酸 盐,该反应的化学方程式是 Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 。 (3)科学家利用太阳能可将二氧化碳和水转化为“合成气”(H2和 CO的混合气体)。用“合成气”为原料生产甲醇(CH4O)时,按照 “绿色化学”原则,应调节“合成气”中H2和CO的分子个数比 为 21 。,解析 (1)题述两个反应中的反应物相同,但得到的产物却完全不 同,原因是反应条件不同;绿色植物光合作用的化学方程式为6CO 2+6H2O C6H12O6+6O2。(2)二氧化碳能够被压缩成液 态的原因是二氧化碳分子之间有间隔;CO2与氢氧化钙反应生成 碳酸钙沉淀和水,化学方程式为CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H 2O。(3)甲醇的化学式(CH4O)可变形为(CO)1(H2)2,则应调节“合 成气”中H2和CO的分子个数比为21。,4.(2016青岛,28,6分)实验是进行科学探究的重要方式。某同学设 计如下图所示实验,探究二氧化碳的有关性质。 实验1,实验2 请填空: (1)实验1采用了科学探究中的控制变量法,该实验控制的变量是,H2O(或水) 。 (2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象是 纸花由紫色变为红色 ,该反应的化学方程式是 CO2+H2O H2CO3 。 (3)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓 慢通入竖直放置的玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球 先变色,通过此现象可获得关于二氧化碳的另外一条性质是 二 氧化碳的密度比空气的密度大 。,解析 (1)实验1采用科学探究中的控制变量法,由图示可知,该实 验控制的变量是水。(2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化 碳中,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊变红,则观察到 的现象是石蕊纸花由紫色变为红色;反应的化学方程式为CO2+H2 O H2CO3。(3)将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中, 棉球都不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色;棉球都变 红,说明二氧化碳和水发生了化学反应;号棉球比号棉球先变 红,说明二氧化碳的密度比空气的密度大。,5.(2016淄博,20,7分)化学反应过程中常常伴随产生一些现象,同 学们发现将CO2通入NaOH溶液时没有明显的现象发生,为此,他 们进行了如下探究: (1)小明把一支收集满CO2的试管倒立在盛有饱和NaOH溶液的烧,杯中(如图1所示),观察到试管内液面上升,还有另一种原因,请简 要说明 二氧化碳被水吸收了 。 (2)为了进一步验证CO2与NaOH溶液确实发生了反应,小红设计 了如下方案: 分别取上述实验后的溶液于A、B两支试管中(如图2所示),向试 管A中滴加足量的稀盐酸,观察到的现象是 有气泡产生 ,反应 的化学方程式为 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 ;向试 管B中滴加氯化钡溶液,观察到的现象是 有白色沉淀产生 ,反 应的化学方程式为 Na2CO3+BaCl2 BaCO3+2NaCl 。虽 然实验的现象不同,但都能证明CO2与NaOH溶液确实发生了化学,反应。 (3)实验过程中需要吸收CO2时,大多会选择NaOH溶液,但是,检验 CO2时常常选择新配制的澄清石灰水,请简要解释原因 氢氧化 钠的溶解度比氢氧化钙大,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 。,解析 (1)二氧化碳不但能跟氢氧化钠反应,也能溶于水。(2)二 氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠,所以可用盐酸来检验是否 有碳酸钠,也可用氯化钡溶液来检验,对应的化学方程式分别为 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2、Na2CO3+BaCl2 Ba- CO3+2NaCl。 (3)因为氢氧化钠的溶解度比氢氧化钙大,二氧化碳能使澄清石灰 水变浑浊,所以除去二氧化碳常用氢氧化钠溶液,而检验二氧化碳 一定要用澄清石灰水。,考点三 二氧化碳的实验室制取,6.(2017淄博,20,7分)下列是实验室制取气体常用的部分装置。 (1)同学们为了探究影响实验室制取二氧化碳气体的因素,进行了 以下四组实验:,写出上述反应的化学方程式 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+ CO2 ,此反应属于的基本反应类型是 复分解反应 ,用来收 集二氧化碳气体的装置是 C (填写字母)。 若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与 乙 (选填实验编号)进行对照。 (2)小丽同学选用A装置加热高锰酸钾制取氧气时发现试管固定 的太高,应调节下图中的旋钮 (选填“”“”或“”)。,(3)通过比较,归纳实验室制取二氧化碳和氧气的实验,总结实验 室制取气体选择装置时的一般思路。,解析 (1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学 方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2;该反应属于复分 解反应。二氧化碳的密度大于空气,且能溶于水,故用来收集二氧 化碳气体的装置是C。若探究盐酸的浓度对上述反应的影响, 则大理石的颗粒大小和盐酸的体积应该相同,而盐酸的浓度应不 同,故可选择实验甲与乙进行对照。 (2)要调节试管的高度,应该调节图中的旋钮。 (3)实验室制取气体时,发生装置的选择与反应物的状态和反应条 件有关,收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。,
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