資源簡介

(共25張PPT)
物質科學（二）
第23課時
空氣、氧氣、二氧化碳（二）
知識導引
1.二氧化碳的性質
物理性質，化學性質
2.二氧化碳的制取
二氧化碳的制取，相關的化學計算
3.空氣污染與保護
7世仁教育
已7教
水
振蕩
COa
圖3-59C02使蠟燭圖3-60充滿C2瓶內,加
火焰自下而上熄滅入水振蕩后,瓶子會被壓扁
氧化碳在通常狀態下,是一種無色、無味的氣體。它的密度比空氣
的密度大,因此能像倒液體那樣從一個容器向另一個容器傾倒。
二氧化碳能溶于水中,通常1體積水中能溶解1體積的CO2,增大壓強
可使其溶解得更多。汽水等碳酸飲料就是利用了CO,這一性質制成的。在
加壓降溫的情況下,CO2能變成無色液體,甚至變成雪狀固體,通常人們把
固體CO2叫做“干冰”。
CO
紫色石蕊試液
被壓扁的
瓶中液體
蒸餾水
圖3-61碳酸使紫
色石蕊試液變色
二氧化碳溶解在水里時,跟水發生化學反應生成碳酸(HCO3)。碳酸呈
酸性,能使紫色石蕊試液變成紅色。
CO,
+H,O=
hCO
碳酸很不穩定,很容易分解。當加熱時,碳酸會分解,逸出二氧化碳
剩下中性的水,因此,紅色的石蕊又變成了紫色
HCO
H,0+CO
CO
紫色石
蕊試液
噴水后放
直接放入
入CO
噴稀醋酸噴水CO
化
氧化碳
約碳
CO
澄清
灰水
與可溶性堿反應:
Ca(OH),+Co,
=CaCO,
++H,O
2NaoH+Co=Na
co
+,o
NaOH溶液ca(OH)2溶液
cO
COr
A瓶
B瓶
止水夾
試管
cO2
碳酸鈣
銅絲網
稀鹽酸
實驗室常用大理石(或石灰石,主要成分為碳酸鈣)與稀鹽酸反應來制
取二氧化碳氣體。
CaCO,+2HCI
=
CaCL,+
H,
0+C0,
f
圖3-62大理石
圖3-63稀鹽酸
發生裝置
收集裝置
tEhy溫
b
co
水
三王
甲
丙
礦泉水/吸管
瓶底
礦泉
底部小孔
孔
水瓶
白醋欄三
礦泉
與的眼藥水瓶
塑料板
瓶
蛋殼
稀鹽酸
石灰石
鼓入
空氣
加的質量g
堿石灰
NaOH濬液石灰石樣品濃硫酸
只一鹽酸
總質量/克/a
m+17.8
m+2.2
b
發生裝置吸收裝置
反應時間
CO
CaO顆粒
CO
量
量
→“音
高的
低的
成CO
公左
公與
步驟
步驟
利用太陽能將反應器加熱到400℃,利用太陽能將反應器加熱到
CaO與CO2反應形成CaCO
900℃,釋放出CO中小學教育資源及組卷應用平臺
4.5
空氣、氧氣、二氧化碳（二）
學案
知識導引
二、二氧化碳性質
例1．[2019
臺州]如圖，集氣瓶中充滿二氧化碳，大燒杯中燃著2支高低不等的蠟燭，實驗時打開止水夾，移開玻璃片。下列說法正確的是(
)
A．將觀察到高的蠟燭先熄滅
B．不移開玻璃片，實驗現象更明顯
C．蠟燭會熄滅，是因為二氧化碳降低了蠟燭的著火點
D．去掉燒杯中的1支蠟燭，也得出同樣的實驗結能論
1．[2020?杭州]小金通過實驗室制取和收集二氧化碳的方法獲得了一瓶二氧化碳氣體。接著利用這瓶二氧化碳氣體完成了圖示實驗，觀察到蠟燭火焰自下而上依次熄滅。下列說法錯誤的是（　　）
A．實驗室制取二氧化碳的藥品為塊狀大理石和稀硫酸
B．實驗室可采用向上排空氣法收集二氧化碳
C．圖示實驗可說明二氧化碳密度比空氣大
D．圖示實驗可說明二氧化碳不支持蠟燭的燃燒
2.[2019·舟山]非洲的尼奧斯湖是火山口湖，湖底溶有大量含二氧化碳的火山氣體。1986年8月21日，大量的降水使上層湖水變涼而下沉，下層湖水上涌，二氧化碳氣體從水中逸出，并沿著山谷向下擴散，導致山腳的大量居民窒息死亡。根據以上信息回答：
（1）非洲有大量的火山分布，火山是
的表現之一。
（2）湖水上涌后，溶解的二氧化碳氣體從水中逸出，是由于液體壓強隨深度的減小
，導致了二氧化碳的溶解性減小。
（3）逸出的二氧化碳氣體沿著山谷向下擴散，是由于二氧化碳具有
的性質。
例2　為了探究二氧化碳能與水發生反應生成酸，小明設計了如下實驗方案：
取四朵用石蕊試液染成紫色的干燥小花，按圖中的步驟Ⅰ～Ⅳ依次進行實驗，觀察小花的顏色變化(資料：紫色石蕊試液遇酸變紅色)。
(1)該方案中觀察到紙花的顏色變化是：Ⅰ.紙花變紅；Ⅱ.紙花不變紅；
Ⅲ.
；Ⅳ.
。
(2)步驟Ⅰ、Ⅱ兩項說明了什么？
步驟Ⅰ說明：
；
步驟Ⅱ說明：
。
(3)該同學進行四組對比實驗的目的是什么？
。
(4)寫出該實驗中所發生反應的化學方程式：
。
(5)如果將Ⅳ中實驗后的紙花拿出來用電吹風吹一下，會觀察到
。
例3.[2018·舟山]在科學拓展課中，甲同學向兩個充滿CO2氣體的塑料瓶中分別加入NaOH溶液和Ca(OH)2溶液，迅速蓋緊瓶蓋后充分振蕩，結果發現兩個塑料瓶都變癟。他認為據此實驗現象，可以判定NaOH和Ca(OH)2均能與CO2發生反應。
（1）乙同學認為上述判定方法還存在不嚴密之處，他的理由是
。
（2）丙同學根據B瓶中出現的渾濁現象，判定Ca(OH)2與CO2發生了反應，提出了可以從是否有新物質生成的角度去判斷。那么，若要判定NaOH和CO2發生了反應，在排除了（1）中的干擾因素后，接下案的方法是
。
3.小麗利用底部有一小孔的大試管，裝配成如圖甲所示的一個制取CO2氣體的裝置。
(1)實驗前，關閉止水夾，先將試管底部稍浸沒在水中，再用雙手緊握試管，觀察到
，則說明裝置氣密性良好。
(2)小麗將CO2通入盛有NaOH溶液的試管中，觀察不到明顯現象。那么CO2與NaOH是否發生反應？為此又做了實驗：在集滿CO2的軟塑料瓶(如圖乙)中加入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶塞振蕩，發現瓶變癟，于是認為CO2與NaOH發生了反應。小衢提出質疑，認為導致軟塑料瓶變癟的原因還有可能是
_。
(3)小科從變癟的軟塑料瓶中取出少量溶液置于試管中，滴入
(填一種鹽)溶液，觀察到有白色沉淀產生，就證明了CO2與NaOH的反應確實已經發生。
三、二氧化碳制取
例4．[2019?衢州]小科開展了二氧化碳的制取和部分性質實驗：
（1）收集二氧化碳應選擇圖中　
　
裝置。
（2）小科采用圖E方法檢驗二氧化碳的性質，觀察到蠟燭熄滅。該現象除了能說明二氧化碳不能燃燒外，還能說明二氧化碳具有　
的性質。
4．[2016?衢州]正確進行實驗操作，合理改進實驗裝置，是科學素養的重要方面．請回答下列問題：
（1）如圖甲是實驗室制取CO2的裝置，實驗中收集集滿一瓶CO2后，應將蓋有玻璃片的集氣瓶
　
　（選填“正放”或“倒放”）在桌面上．
（2）有兩位同學對圖甲中的氣體發生裝置進行了簡化，簡化后的裝置如圖乙和圖丙所示，其中
可行的是　
　。
5．[2017?紹興]圖甲為制取和收集二氧化碳的家庭實驗裝置，左邊部分帶小孔的眼藥水瓶，下部可浸入和離開白醋，以控制反應進行與停止，它相當于乙圖中的　
　（選填字母）裝置，該裝置虛線框中應選用乙圖中的　
　（選填字母）裝置來收集CO2氣體；檢驗CO2氣體是否集滿的方法
是　
　。
例5．[2020
衢州]小科用如圖所示的裝置來測量某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，注射器水平放置，夾持裝置未畫出。他在試管中加入1g石灰石樣品和足量的稀鹽酸(石灰石中其它成分不與稀鹽酸反應產生氣體)，快速將連有注射器的橡皮塞塞緊試管口，實驗結果如下表。(忽略活塞與筒壁之間的摩擦及溫度變化對實驗的影響)
（1）實驗中判斷石灰石和鹽酸反應完的依據是
。
（2）當時實驗條件下二氧化碳的密度約為
2g
/L,請利用表格中的數據，根據化學方程式計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。
6.[2019·衢州]小科為測定某石灰石樣品（主要成分為碳酸鈣，其它成分不與稀鹽酸反應）中碳酸鈣的含量，利用氣密性良好的圖甲裝置進行實驗：①稱取石灰石樣品6克，加入錐形瓶中，塞緊瓶塞，從左側持續緩慢鼓入空氣；②一段時間后打開分液漏斗活塞，注入足量的稀鹽酸，開始計時；③待裝置D總質量不再增加時停止鼓入空氣。實驗過程中測得裝置D增加的質量隨時間變化圖像如圖乙。（堿石灰能吸收二氧化碳和水）
（1）根據圖乙，運用化學方程式計算該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。（計算結果精確到0.1%）
（2）下列情況中，會導致測得的碳酸鈣質量分數偏大的是
________
。
①去掉裝置A，將空氣直接鼓入裝置B
②去掉裝置C，將B與D裝置直接相連
③當氣泡停止產生時立即停止鼓入空氣
7．大理石是含雜質的碳酸鈣，因具有美麗花紋而被廣泛用于建筑物外墻、內壁的貼面和地面鋪設。某同學想測出大理石樣品中碳酸鈣的含量，進行了如下實驗和分析。
(1)取一定量的大理石樣品置于圖甲的發生裝置中，用分液漏斗向下滴加鹽酸(雜質不參加反應)，產生的氣體用含有堿性物質的吸收裝置充分吸收。分液漏斗中所加液體不選用硫酸，理由是__________
_________________________________________________________________________。
(2)反應前，測得圖甲中錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量都為m克。實驗后，根據實驗數據繪制了圖乙，曲線a、b分別表示錐形瓶內物質的總質量和吸收裝置的總質量隨反應時間變化的情況。根據曲線b計算出大理石樣品中碳酸鈣的質量為_________。
(3)請綜合分析曲線a、b，計算出實驗中所用鹽酸的溶質質量分數為
_____________________。
(4)計算后，同學們對上述實驗進行了反思，認為裝置需要進一步改進，請寫出你的一條改進方案：
_______________________________
____________________________________________________。
四、空氣污染和保護
例6．碳元素是形成化合物種類最多的元素，含碳物質是中學化學研究的重要內容。
(1)“低碳”倡導低能量、低消耗，主要是為了減少
的排放量。人類降低空氣中二氧化碳含量的研究有兩個方向：一是：
，二是：
。
(2)上表中的“溫室效應指數”指以二氧化碳為相對標準，測定一定大氣壓下每單位體積的氣體所吸收的熱量。表中展示了部分氣體的數據，據此可得出，水蒸氣對全球溫室效應的影響要比甲烷氣體_____。結合實際分析，當前引起大氣溫室效應加劇的最主要氣體是_____。
(3)二氧化碳是一種寶貴的資源。固定和利用二氧化碳的一個成功范例是CO2和NH3在高溫高壓下，可以合成尿素[CO(NH2)2]，同時生成水。該反應的化學方程式為______________________________。
(4)空氣中CO2濃度的持續走高引起人們的高度重視。一些科學家認為，人類不僅要努力減少CO2的排放，還要盡快想辦法清除空氣中過多的CO2。為此，他們設想了一系列“捕捉”CO2的方法。
方法Ⅰ：一些科學家利用太陽能加熱的反應器“捕捉空氣中的CO2，如圖1所示。
步驟二中發生反應的化學方程式是
______________________。
方法Ⅱ：另一些科學家利用NaOH溶液的噴淋“捕捉”空氣中的CO2，如圖2所示。
①NaOH的溶液噴成霧狀是為了________________________________________；
②如圖2
a環節中，發生反應的化學方程式為
，
。
評價：上述兩種方法在化學原理上都是可行的，但在實際應用中仍存在很多問題，例如：方法Ⅰ主要是受到地域和氣候的限制；方法Ⅱ主要是
_________。
8.高空臭氧是“地球衛士”，而近地面的臭氧會造成空氣污染。舟山空氣質量優良率一直位于全國前例，但由于氮氧化物等在陽光照射下發生光化學反應也會產生臭氧污染。下列說法錯誤的是(
)
A．臭氧和氧氣的化學性質不同
B．臭氧是空氣質量指數的污染物之一
C．大量汽車尾氣排放會導致臭氧污染
D．佩戴口罩能有效阻擋臭氧的吸入
9．能源和環境問題日益成為人們關注的焦點。
(1)化石燃料包括煤、
和天然氣等。過度使用既造成能源危機，又導致環境污染。燃煤會影響環境，下列環境問題與燃煤有直接關系的是
(填字母序號，下同)。
A．酸雨
　B．溫室效應
C．可吸入顆粒物增加
　
D．臭氧層破壞
(2)2018年冬季北方地區出現大范圍灰霾天氣，據檢測首要污染物為PM2.5。下列關于PM2.5的說法或減少PM2.5的措施錯誤的是
。
A．PM2.5是指大氣中直徑超過2.5μm的顆粒物
B．控制城市汽車保有量
C．PM2.5專用口罩利用了活性炭的吸附性
D．冬季取暖用天然氣替代燃煤
(3)目前，我國面臨能源消費結構不合理、區域分布不均衡、利用率不高等問題。下圖是我國目前與十二五規劃能源結構變化的對比圖，從圖中可以看出，主要調整是
__________________________________________________。
參考答案
二、例1.
D
1.A
2.(1)地殼運動
(2)減小
(3)密度比空氣大
例2.(1)
紙花不變紅
紙花變紅
（2）
酸能使石蕊變紅
水不能使石蕊變紅
（3）驗證二氧化碳與水反應后生成了酸性物質（4）CO2＋H2O===H2CO3
（5）紙花由紅色變成紫色
例3.（1）CO2能溶于水且能與水反應
（2）取A瓶中少量液體與試管中，滴加足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產生。或取A瓶中少量液體與試管中，滴加氯化鋇溶液，觀察到有白色沉淀產生。
3.（1）試管底部有氣泡逸出
（2）二氧化碳溶于水(或二氧化碳能與水反應)
（3）
氯化鈣(或氯化鋇、硝酸鈣、硝酸鋇等)
三、例4.（1）C
(2)不支持燃燒且密度比空氣大
4.（1）
正放
（2）
丙
5.
A
C
將燃著的木條放到礦泉水瓶口處，如果木條熄滅，證明滿了，如果沒有熄滅，證明不滿
例5.（1）活塞對應的刻度不變（或活塞不再移動、沒有氣泡產生、氣體體積不再增加、CO2最大體積為176mL）
（2）解：反應生成CO2的質量為m=
ρV=2g/L×0.176L=0.352g
(1分)
設樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO3
+
2HC1=CaCl2+
H2O+CO2↑(1分)
100
44
x
0.352g
x=0.8g
(1分)
CaCO3
%=
100%=80%
(1分)
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為80%。
6.（1）解：設石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x。
由圖乙可知生成的二氧化碳的質量為2.2克
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+
CO2↑
100
44
x
2.2g
100/44=x/2.2g
x=5g
CaCO3%=5g/6g×100%=83.3%
答：石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為83.3%
（2）①②
7.（1）硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，附著在大理石表面，使酸溶液不能與大理石接觸，從而使反應中止
（2）5g
(3)18.25%
(4)應該在發生裝置與吸收裝置之間增加一個干燥裝置(或在反應結束后向發生裝置中再通入除去二氧化碳的空氣，使產生的二氧化碳能被完全吸收)
四、例6.（1）
二氧化碳
減少二氧化碳的排放
增加二氧化碳的吸收
（2）強
CO2
(3)CO2＋2NH3
CO(NH2)2＋H2O
(4)CaCO3
CaO＋CO2↑
①增加與二氧化碳的接觸面積，增強吸收效果
②CaO＋H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
能耗太大
8.D
9.(1)石油
ABC
（2）A
(3)減少煤和石油的使用，增加天然氣和非化石能源的使用
、
1
高溫
高溫、高壓
======
==========
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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