資源簡介

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第五單元
燃料與二氧化碳
5.3 二氧化碳
在大燒杯中放置一個(gè)鐵皮架
架上固定兩支點(diǎn)燃的蠟燭
將一瓶二氧化碳向燒杯內(nèi)傾倒
兩支蠟燭由下而上依次熄滅
二氧化碳密度大于空氣
二氧化碳不可燃且不支持燃燒
【實(shí)驗(yàn)5-6】依次進(jìn)行以下各步操作:
(1)往集滿二氧化碳的軟質(zhì)塑料瓶中注入約的蒸餾水，立即旋緊瓶蓋，充分振蕩，觀察現(xiàn)象
(2)取瓶內(nèi)液體數(shù)毫升于試管中，滴加紫色石蕊溶液，振蕩，有什么現(xiàn)象
(3)再將上述試管加熱，又有什么現(xiàn)象
軟質(zhì)塑料瓶子變癟
能溶于水或能CO2角與水發(fā)生反應(yīng)
內(nèi)管內(nèi)紫色石蕊溶液變成紅色
二氧化碳能與水反應(yīng)
CO2+H2O=H2CO3
【實(shí)驗(yàn)5-7】如圖5.3-2所示，將注射器中的純凈二氧化碳?xì)怏w通入盛有澄清石灰水(氫氧化鈣溶液)的燒杯中，觀察現(xiàn)象。
解釋與結(jié)論
通過上述實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可知二氧化碳具有以下性質(zhì):
1.密度大于空氣，不可燃，且不支持燃燒。
2.可溶于水，與水反應(yīng)生成碳酸(H2CO3)，使紫色石蕊溶液變紅。
CO2＋H2O======H2CO3
碳酸不穩(wěn)定，容易發(fā)生分解，受熱時(shí)分解生成的CO2氣體逸出，溶液又變成紫色。
H2CO3======H2O＋CO2↑
3.與氫氧化鈣[Ca(OH)2]反應(yīng)生成白色的碳酸鈣(CaCO3)沉淀
CO2+Ca(OH)2======CaCO3↓+H2O
二氧化碳與澄清石灰水的反應(yīng)現(xiàn)象明顯，常用來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w。
表達(dá)與交流
請(qǐng)你分析一下，上述實(shí)驗(yàn)與證據(jù)，哪些與二氧化碳的物理性質(zhì)有關(guān) 哪些與二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)
碳酸不穩(wěn)定
提出問題
實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置和收集裝置如何設(shè)計(jì)
儀器的連接順序和實(shí)驗(yàn)操作是怎樣的 如何進(jìn)行氣體檢驗(yàn)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
通過制取氧氣你已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置包括兩部分:發(fā)生裝置和收集裝置，
選擇什么裝置與多種因素有關(guān)，
對(duì)比氧氣的制取裝置，請(qǐng)你對(duì)二氧化碳制取裝置作出假設(shè)，填入下表相應(yīng)欄中
1.設(shè)計(jì)裝置
2.選擇與組裝儀器
根據(jù)上面的分析，在圖5.3-4所列儀器中，選擇適當(dāng)?shù)膬x器(也可另選儀器)，組裝成制取二氧化碳的發(fā)生裝置和收集裝置，你能在下面的框中畫出不同的裝置方案圖嗎
請(qǐng)思考:圖5.3-4中哪些儀器在不同組合中均用不到 為什么
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
通過你的認(rèn)真分析，選用最簡單的儀器，組裝成制取二氧化碳?xì)怏w的裝置，制取并檢驗(yàn)該氣體。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)要經(jīng)歷以下步驟(如圖5.3-5)①檢查裝置氣密性→②加入試劑→③收集氣體→④進(jìn)行驗(yàn)滿→⑤檢驗(yàn)氣體。
每一步驟的具體操作方式應(yīng)當(dāng)是怎樣的呢
制取并檢驗(yàn)二氧化碳
反思評(píng)價(jià)
對(duì)比不同的裝置方案，評(píng)價(jià)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，反思有什么可以改進(jìn)的地方
撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)裝置圖:
實(shí)驗(yàn)記錄
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 現(xiàn)象
1.檢查裝置氣密性: 將導(dǎo)管伸入水中,手握試管,觀察水中導(dǎo)管口的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 現(xiàn)象
2.加入試劑:打開膠塞,按操作要求在試管中加入適量______.倒入6mL________迅速蓋好膠塞，
3.收集氣體: 將試管固定在____上，用____法收集氣體。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 現(xiàn)象
4.進(jìn)行驗(yàn)滿:用____靠近集氣瓶口，檢驗(yàn)氣體是否集滿
5.檢驗(yàn)氣體:往集氣瓶中滴加適量澄清石灰水
分析評(píng)論
1.為什么實(shí)驗(yàn)室可以用上面的氣體發(fā)生裝置和收集裝置來制取二氧化碳?xì)怏w
分析評(píng)論
2.為什么可以用步驟4的方法檢驗(yàn)二氧化碳是否集滿
實(shí)驗(yàn)反思
1.比較實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置和收集裝置與制取氧氣的有何不同。為什么會(huì)有不同
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，反思實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)中的小組合作和安全注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)后的清潔衛(wèi)生情況。
實(shí)驗(yàn)室制取氣體的方法
實(shí)驗(yàn)室制取氣體須選擇合適的試劑，要求保證安全、操作方便、反應(yīng)速率適中，并兼顧環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性。
選擇儀器后，要按照先下后上、先左后右的順序組裝儀器，并檢查裝置的氣密性。加入試劑時(shí)，先加固體試劑，后加液體試劑，最后點(diǎn)燃酒精燈(如果需要加熱的話)。
使用排水集氣法收集氣體時(shí)，為防止水倒吸，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需要先將氣體導(dǎo)管從水中移出，再停止加熱。拆卸儀器的順序一般與組裝順序相反。
二氧化碳對(duì)人類生活和環(huán)境有何影響
與人類生活和環(huán)境的密切關(guān)系
用途廣泛，可以作為化工原料，用于制造純堿、化肥等。
滅火器產(chǎn)生的二氧化碳可用于滅火。
干冰升華時(shí)，吸收大量的熱，因此可作為制冷劑，
干冰用于食品的保鮮運(yùn)輸，或者血漿、疫苗等特殊物品的低溫運(yùn)輸，也可用于人工增雨。
二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用的基不原料，是保證人類氧氣和食物循環(huán)供給的重要物質(zhì)。
適當(dāng)增加蔬菜種植大棚中二氧化碳的濃度，對(duì)提高蔬菜產(chǎn)量具有很大的作用。
雖然二氧化碳沒有毒性
但它不能供給呼吸
所以人在二氧化碳濃度偏高的環(huán)境中
會(huì)感到氣悶、頭痛乃至窒息死亡。
因此導(dǎo)致的以全球性氣候變暖為主要特征的生態(tài)危機(jī)，已成為人類共同面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
我國采取了一系列有力措施推動(dòng)綠色低碳發(fā)展。
黨的二十大報(bào)告提出要“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”，為推進(jìn)“雙碳”工作提供了根本遵循，對(duì)全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家、促進(jìn)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體都具有重要意義。
溫室效應(yīng)、 碳達(dá)峰和碳中和
地球近地層大氣中的水蒸氣或二氧化碳就像溫室的玻璃或塑料膜一樣，讓陽光可以透過，又能吸收地表的紅外線輻射，阻止地表熱量向外散發(fā)，起保溫的作用，這種自然的溫室效應(yīng).
對(duì)于生物體正常活動(dòng)是必需的。但是，自工業(yè)革命以來含碳燃料使用量快速增加，二氧化碳、甲烷、一氧化二氮(N,0)、氟氣代烷(商品名為氟利昂)等溫室氣體大量排放，增強(qiáng)了溫室效應(yīng)(如圖5.3-7)。
各種溫室氣體中，二氧化碳約占 75%，是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。
這種由人類活動(dòng)引起的溫室效應(yīng)加劇，使地球的氣溫上升，導(dǎo)致冰川融化、海平面升高，危及沿海城市;引起氣候反常，土地變成沙漠生態(tài)環(huán)境惡化，生物物種減少，人類健康受到損害。
為了人類共同的福祉，要將碳達(dá)峰和碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局。碳達(dá)峰是指在某一時(shí)間點(diǎn)，二氧化碳的排放量不再增長而達(dá)到峰值，其后逐漸減少。
碳中和是指在一定時(shí)期內(nèi)，人為排放的二氧化碳或溫室氣體總量，通過植樹造林和節(jié)能減排等方式加以吸收或抵消，達(dá)到相對(duì)的零排放。
自然界的碳循環(huán)和氫循環(huán)
碳元素在自然界中的含量比較少
含碳的化合物種類卻是所有元素中最多的。
地球上的生物都含有碳元素
而碳元素在自然界的生物圈、大氣圈水圈、巖石圈不斷交換，形成碳循環(huán)，維持地球上的碳含量守恒。
碳在自然界中的循環(huán)變化，對(duì)于生態(tài)環(huán)境有極為重要的意義。
二氧化碳含有碳元素和氧元素，在自然界的碳循環(huán)和氧循環(huán)中都起到了非常重要的作用。
動(dòng)植物的呼吸含碳燃料的燃燒都消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳
綠色植物和水中的藻類則通過光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣
請(qǐng)你根據(jù)已學(xué)的知識(shí)，在中演變線上補(bǔ)加箭頭，以正確表示碳循環(huán)中各種變化的相互關(guān)系，并列出大氣中二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生和消耗的途徑。
大氣中CO2產(chǎn)生途徑:
CO 2消耗途徑:
討論與交流 >>>
1.空氣中的二氧化碳會(huì)越來越多，氧氣會(huì)越來越少嗎
2.請(qǐng)同學(xué)們組織一次實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主題活動(dòng)，就它的必要性、可行性實(shí)施現(xiàn)狀展開討論，并提出具體建議。
1.二氧化碳在通常狀況下是無色、無氣味的氣體;密度約為空氣的1.5倍;能溶于水(常溫常壓下體積比為1:0.76)，與水反應(yīng)生成碳酸;般不支持燃燒;能使澄清石灰水變渾濁。
2.實(shí)驗(yàn)室常用石灰石或大理石與稀鹽酸在常溫條件下反應(yīng)制取二氧化碳。
3.二氧化碳在自然界的碳循環(huán)和氧循環(huán)中都起到了非常重要的作用
1.將分別充滿以下氣體的四支試管倒立在水槽中，試管內(nèi)水位上升最高的是（ ）
A.O2
B.H2
C. CO2
D. CO
2.常見氣體的實(shí)驗(yàn)室發(fā)生裝置或收集裝置如圖所示,
有關(guān)說法正確的是（ ）
A.裝置I、Ⅱ、Ⅲ均可作為固液不加熱制取氣體的發(fā)生裝置，其中裝置I的優(yōu)點(diǎn)是可以控制反應(yīng)速率
B.裝置Ⅳ可作為加熱固體制氣體的發(fā)生裝置，試管口略向下傾斜是為了防止水槽中的水倒吸使試管炸裂
C.若用裝置 V收集 CO2或 O2，氣體應(yīng)從a端通入，這是因?yàn)?CO2或 O2的密度都比空氣的大
D.若用裝置Ⅵ收集H2或O2 ，氣體應(yīng)從c端通入，該收集方法的優(yōu)點(diǎn)是收集的氣體較純凈
3.柯柯為制取二氧化碳設(shè)計(jì)了如圖裝置，悅悅發(fā)現(xiàn)其中有好幾處錯(cuò)誤，你也能找到錯(cuò)誤之處嗎
4.比較二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)，填寫下表。
5.請(qǐng)寫出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的八個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
6.二氧化碳的物理或化學(xué)性質(zhì)與其功用或危害(號(hào)A~G)密切相關(guān)，請(qǐng)將有關(guān)序號(hào)填入表中適當(dāng)位置，使其與二氧化碳的性質(zhì)相符
A.制冷劑 B.人工增雨C.舞臺(tái)云霧 D.二氧化碳滅火器 E.化肥、化工產(chǎn)品F.大棚內(nèi)做氣體肥料G.溫室效應(yīng)加劇冰山融化
7.作為關(guān)心人類命運(yùn)的負(fù)責(zé)任大國，我國提出2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。請(qǐng)結(jié)合已學(xué)知識(shí)回答以下問題。
(1)轉(zhuǎn)化利用二氧化碳是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑。我國科學(xué)家開發(fā)了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為淀粉的技術(shù)，其中的一步是使二氧化碳與氫氣在催化劑作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榧状?CH3OH)和水，請(qǐng)寫出該步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(2)實(shí)現(xiàn)碳中和需要每一個(gè)人的努力，人們生活中的許多做法都能減少大氣中CO,的含量。請(qǐng)?jiān)谙卤碇醒a(bǔ)充一個(gè)能減少大氣中CO2含量的做法，并解釋原因。

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