第三节 奇妙的二氧化碳
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知识梳理
一、自然界中的二氧化碳
大气中二氧化碳的产生途径 大气中二氧化碳的消耗途径
人和动植物的呼吸;化石燃料的燃烧;人和动植物尸体的分解 绿色植物的光合作用以及水和矿物质对二氧化碳的溶解
大气中二氧化碳增多的原因:①人类消耗的_______急剧增加,排放到空气中的二氧化碳增多。②_______遭到破坏,自然界消耗二氧化碳的能力减弱。
大气中二氧化碳含量的增加会导致全球变暖,这种现象叫做_______,对人类的生存环境会产生不良影响。
答案:含碳燃料 植被 温室效应
二、二氧化碳的物理性质
标准状况下二氧化碳是一种_______、_______、密度比空气_______、_______溶于水的气体。加大压强、降低温度能变成固体,俗称“_______”。干冰_______时吸收大量的热。
二氧化碳灭火器中装的_______是二氧化碳。
答案:无色 无味 大 能 干冰 升华 液态
三、二氧化碳的化学性质
1.不能,______也不支持_______,也不支持_______。
二氧化碳能使燃着的木条_______,说明它既不能燃烧也不支持燃烧。
2.与水反应生成_______。
若把二氧化碳通入紫色石蕊试液中,发生的现象为______________,发生反应的文字表达式为:______________,符号表达式为:______________。若把上述溶液加热,可以观察到的现象为_______,说明碳酸_______分解,所以,实验室里没有碳酸存在。
3.与澄清石灰水反应
若把二氧化碳通入澄清石灰水中,可以观察到的现象为______________。
发生反应的符号表达式为:_______ +Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
答案:1.燃烧 燃烧 呼吸 熄灭
2.碳酸 紫色石蕊试液变成红色 水+二氧化碳 碳酸 H2O+CO2 H2CO3 溶液由红色变成紫色 易
3.澄清石灰水变浑浊 CO2
四、二氧化碳的用途
因为它不支持_______,不能_______,而且密度比空气的密度_______,所以可用来_______;能参与_______,可用来作气体肥料;能与水、食盐等生成纯碱等物质,可作化工原料;干冰升华吸收大量热量,可作_______,冷藏食物或人工降雨、制造云雾等。
答案:燃烧 燃烧 大 灭火 光合作用 制冷剂
五、二氧化碳的实验室制法
1.药品
实验室制取二氧化碳所需要的药品是_______。
2.反应原理
文字表达式可表示为:_____________。
符号表达式为:
CaCO3+HCl CaCl2+H2O+CO2↑
3.实验装置
制二氧化碳时反应物都是_______体和_______体,反应_______加热,所以用过氧化氢和二氧化锰制氧气的发生装置。需要的仪器可以是:大试管、铁架台、带导管的单孔塞。
也可以用下列仪器:锥形瓶、长颈漏斗、带导管的双孔塞。
因为二氧化碳的密度比空气_______,且_______溶于水,还和水发生化学反应,故只能采用_______收集。
图2-13
4.二氧化碳的检验与验满方法
(1)检验:可用澄清的石灰水检验。方法是将被检验气体通入澄清石灰水中,若澄清的石灰水变_______,证明是二氧化碳,否则不是。
(2)验满:把燃着的木条伸到集气瓶口,若木条_______,证明已收集满;否则,未满。
5.一般采取的操作步骤
(1)连接仪器,检查装置的气密性;(2)装入块状的大理石或石灰石;(3)倒入稀盐酸;(4)用向上排空气法收集二氧化碳。
答案:1.石灰石(或大理石)和稀盐酸
2.碳酸钙+盐酸 氯化钙+水+二氧化碳
3.固 液 不 大 能 向上排空气法
4.(1)浑浊 (2)熄灭
六、二氧化碳的工业制法
原理:高温煅烧石灰石,生产生石灰,副产品是二氧化碳。
碳酸钙 氧化钙+二氧化碳
七、化合反应和分解反应
化合反应是______________。
分解反应是______________。
答案:两种或两种以上物质反应生成另一种物质的反应 一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应
疑难突破
实验室能够产生二氧化碳的途径有多种,如:碳的燃烧、木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、高温分解石灰石、含碳化合物的燃烧、碳酸钠与稀盐酸的反应,以及大理石与稀硫酸的反应等等,为什么单单选用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应呢?
剖析:碳的燃烧,木炭还原氧化铜,一氧化碳还原氧化铜,高温分解石灰石制二氧化碳成本高、操作麻烦、纯度低,不适宜于实验室制取二氧化碳。而碳酸钠与稀盐酸的反应速率太快,不易收集。大理石(或石灰石)是块状固体,碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙,不易溶于水,覆盖在碳酸钙表面,阻隔了硫酸与碳酸钙的接触,所以反应很快停止了。
选用大理石(或石灰石)与稀盐酸的反应制取二氧化碳的理由是:石灰石(或大理石)与稀盐酸反应不需加热,而且反应速率适中,易于收集。
问题探究
问题1:石蕊是一种色素,遇酸变成红色。为了验证二氧化碳不仅能溶于水,而且能与水反应生成碳酸(CO2+H2OH2CO3),你可设计什么实验来证明该反应的发生呢?
探究:如图所示,取四朵用紫色石蕊试液染成紫色的干燥的小纸花,进行实验。