第4节 二氧化碳 同步练习（34张ppt）

第3章 空气与生命
第4节 二氧化碳
学习目标
1.认识二氧化碳的主要物理性质和化学性质，能通过二氧化碳的性质理解二氧化碳
的用途。
2.进一步学习用实验来探究物质性质及其变化的科
学方法。通过观察和分析实验现象，培养观察能力和综合分析能力。
3.初步学习在实验室制取二氧化碳。
知识点1 自然界中的二氧化碳
1.二氧化碳的构成和组成
（1）二氧化碳气体是由大量二氧化碳分子构成的，其化学式为 CO2 。
?
（2）每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。
（3）二氧化碳由碳元素和氧元素组成，其中碳元素的化合价为 +4 价。
?
CO?分子结构模型
2.二氧化碳对人体健康的影响
CO2 本身没有毒性，但 CO2 不能供给呼吸，当空气中的 CO2 含量超过正常含量时，
会对人体产生危害。
?
???????????? 对人体健康的影响
?
空气中 ???????????? 的体积分数
对人体的影响
1%
感到气闷、头晕、心悸
4%?5%
感到气闷、头痛、眩晕
10% 以上
使人神志不清、呼吸停止，以致死亡
对人体的影响
感到气闷、头晕、心悸
感到气闷、头痛、眩晕
使人神志不清、呼吸停止，以致死亡
知识点2 二氧化碳的性质 重点
1.探究二氧化碳的性质
实验装置
实验内容
实验现象
实验分析
. .
观察一瓶 CO2 气
体的颜色、状态
和气味
CO2 气体
没有颜色、
没有气味
通常状况下， CO2 是无色、无味
的气体
实验装置
实验内容
实验现象
实验分析
. .
实验装置
实验内容
实验现象
实验分析
. .
向烧杯里缓慢倾倒
CO2 ，观察蜡烛火
焰的变化
两支蜡烛
自下而上，
依次熄灭
一般情况下， CO2 不燃烧，也不支
持燃烧，且密度比空气的大。倾倒
时会在烧杯底部先聚集较多的 CO2 ，
使下方蜡烛首先接触到较多的 CO2
而先熄灭，上方蜡烛后接触到较多
的 CO2 而后熄灭
. .
在一个充满 CO2 的
软塑料瓶里，迅速
倒入少量蒸馏水，
立即将瓶塞塞紧振
荡，观察现象
塑料瓶
变瘪
部分 CO2 溶于水使瓶内气体减少，
导致瓶内气体压强减小，在外界大
气压强的作用下，瓶子变瘪
实验装置
实验内容
实验现象
实验分析
. .
两支蜡烛
自下而上，
依次熄灭
. .
塑料瓶
变瘪
续表
2.二氧化碳的物理性质
（1）通常状况下， CO2 有如下物理性质：
?
状态
颜色
气味
密度（与空气相比）
溶解性
气态
无色
无味
比空气的大
能溶于水
说明 ① CO2 的密度大约是空气密度的1.5倍，因此能像倒液体那样从一个容器向另一个
容器倾倒。②通常1体积水中能溶解1体积的 CO2 ，增大压强可使其溶解得更多。
?
（2）在加压降温的情况下， CO2 能变成无色液体，甚至变成雪状固体。通常把固体
CO2 叫做“干冰”，干冰易升华吸热。
?
3.二氧化碳的化学性质
实验1
实验2
实验步骤
. .
用酒精灯加热颜色呈红色
的那支试管，观察液体颜
色的变化
实验现象
滴入蒸馏水中的紫色石蕊试液不变色，滴入
变扁瓶中液体的紫色石蕊试液变红色
红色的石蕊试液重新变为
紫色
现象解释
CO2 与水反应生成了一种酸性物质——碳酸，
碳酸能使紫色石蕊试液变成红色
碳酸很不稳定，受热易分解
化学方
程式
CO2+H2O????????????H2CO3
H2CO3????△?????H2O+CO2↑
实验1
实验2
实验步骤
. .
用酒精灯加热颜色呈红色
的那支试管，观察液体颜
色的变化
实验现象
滴入蒸馏水中的紫色石蕊试液不变色，滴入
变扁瓶中液体的紫色石蕊试液变红色
红色的石蕊试液重新变为
紫色
现象解释
碳酸很不稳定，受热易分解
化学方
程式
（1）二氧化碳与水的反应
（2）二氧化碳与澄清石灰水反应
实验操作
把 CO2 通入澄清石灰水[ Ca(OH)2 水溶液]中
实验现象
生成白色沉淀，澄清石灰水变浑浊
现象分析
. .
化学方程式
CO2+Ca(OH)2????????????CaCO3↓+H2O
实验操作
实验现象
生成白色沉淀，澄清石灰水变浑浊
现象分析
. .
化学方程式
示例
用熟石灰 [Ca(OH)2] 抹墙,墙璧会变白变硬;长期存放石灰水的试剂瓶、瓶壁有白
色固休、石灰水表面有一层白膜;鸡蛋放入石灰水中可以保存较长时间，这些都
是因为 Ca(OH)2 ,与 CO2 ,反应生成了 CaCO3 ,沉淀
示例
归纳总结
二氧化碳的化学性质
（1）一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。
（2）二氧化碳能与水反应生成碳酸： ????????????+???????????????????????????????????????????? 。
?
（3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： ????????????+????????(????????)????????????????????????????????????↓+ ???????????? 。
?
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故可用澄清石灰水检验二氧化碳
典例1 某科学兴趣小组用图中所示装置做有关 CO2 性质的实验。
?
（1）如图1所示，甲同学将集气瓶中的 CO2 缓缓倒入烧杯中，观察到的现象是_____
_________________，该现象说明一般情况下二氧化碳具有的性质是______________，________________。
?
蜡烛自下而上依次熄灭
不可燃也不助燃
密度比空气的大
（2）乙同学在常温下进行如图2所示的实验时，观察到烧瓶中固体逐渐减少，此过
程发生的是______ （选填“物理”或“化学”）变化；试管中有气泡产生，溶液颜色由
紫色变为______。
物理
红色
[解析] 烧瓶中固体逐渐减少是因为干冰升华了，此过程中没有新物质生成，属于物
理变化；试管中二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红。
（3）丙同学挤压图3装置中滴管的胶头，使其中液体滴入烧瓶，振荡烧瓶，可以观
察到的现象是____________________________，产生这一现象的原因是___________
_________________________________________________________________________
_____________________________。
烧瓶内溶液变浑浊，气球胀大
CO2 与 Ca
(OH)2 反应生成难溶于水的 CaCO3 ，使澄清石灰水变浑浊，同时烧瓶内气压减小，在外界大气压的作用下，气球胀大
?
知识点3 二氧化碳的制取 重难点
1.药品的选择
药品
现象
稀盐酸与块状大理石
反应速率适中，便于气体收集，且原料廉
价易得
产生气泡，速率适中
浓盐酸与块状大理石
剧烈反应，迅速产生大量气泡，并伴有白雾
稀硫酸与块状大理石
刚开始时产生气泡，后来速率减慢并逐渐
停止
稀盐酸与碳酸钠粉末（或纯碳酸钙）
剧烈反应，迅速产生大量气泡
通过上述对比分析可知，实验室制取二氧化碳的药品宜选用稀盐酸和大理石（或石灰石，
主要成分都是碳酸钙）。
稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，阻止反应继续进行，不适合用来制取 CO2
?
碳酸钠粉末与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不便于收集，不适合用于实验室制取 CO2
?
浓盐酸与大理石反应速率过快，且浓盐酸有挥发性，会使制得的 CO2 中混有 HCl 气体，不适合用来制取 CO2
?
3.实验装置
发生装置
收集装置
选择依据
固体和液体反应，不需要加热
CO2 密度比空气的大，能溶于水
装置类型
. .
固液常温型
. .
向上排空气法
发生装置
收集装置
选择依据
固体和液体反应，不需要加热
装置类型
. .
固液常温型
. .
向上排空气法
2.反应原理： ????????????????????+????????????????=????????????????????+????????????↑+????????????
?
4.实验步骤 → 谐音记为“茶庄莫收盐”
?
拓展培优
二氧化碳的工业制法
高温煅烧石灰石生成氧化钙（俗称生石灰）和二氧化碳，反应的化学方程式为
CaCO3?高温??CaO+CO2↑ 。
?
特别提醒
实验注意事项
5.二氧化碳的检验、验满与存放
用品或放置方法
方法或注意事项
检验
澄清石灰水
将被检验的气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变
浑浊，证明该气体为二氧化碳，否则不是
验满
燃着的木条
将燃着的木条放在收集二氧化碳的集气瓶口，如果木条
熄灭，证明已收集满，否则未满
存放
正放在桌面上
收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片（毛面向下）盖住
验满二氧化碳
检验二氧化碳
拓展
???????????? 的净化
制取的 CO2 中混有少量 HCl 气体（盐酸能挥发出 HCl 气体）和水蒸气，因此要除杂，
除杂时，先除 HCl ，后干燥。
?
家庭小实验
食醋与碱面反应生成的气体是什么？
取一个玻璃杯，放入一些碱面，然后加入一些食醋（含醋酸），立即用蘸有澄清石
灰水（澄清石灰水可用食品包装袋内的干燥剂生石灰加水制得）的玻璃片盖住。观
察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。
典例2 如图是实验室制取气体常用的装置图，请结合下列装置图回答问题。
（1）装置图中标号 a 的仪器名称为________。
?
集气瓶
（2）实验室制取二氧化碳时，发生反应的化学方程式为___________________________________，可选
用的发生装置是___（选填字母，下同），可选用的收集装置是___。
CaCO3+2HCl????????????CaCl2+H2O+CO2↑
?
B
D
（3）下列为制取二氧化碳的操作：①检查装置气密性；②组装装置；③向分液漏斗
中注入稀盐酸；④加入小块大理石；⑤收集气体。正确的顺序是____________。
②①④③⑤
知识点4 二氧化碳的应用
???????????? 的性质
???????????? 的用途
能溶于水（物理性质）
生产汽水等碳酸饮料
干冰（固态 CO2 ）升华吸热（物理性质）
作为制冷剂，用于人工降雨，制造
舞台云雾效果等
一般情况下，不燃烧，也不支持燃烧（化学性质），
密度比空气的大（物理性质）
用来灭火
参与植物光合作用（化学性质），二氧化碳+水
?光叶绿体? 葡萄糖+氧气
作为气体肥料，提高光合作用的强
度和效率
能用 CO2 、 H2O 、 NaCl 等生产纯碱 (Na2CO3) （化
学性质）
作为化工产品的原料
能溶于水（物理性质）
生产汽水等碳酸饮料
作为制冷剂，用于人工降雨，制造
舞台云雾效果等
一般情况下，不燃烧，也不支持燃烧（化学性质），
密度比空气的大（物理性质）
用来灭火
作为气体肥料，提高光合作用的强
度和效率
作为化工产品的原料
典例3 二氧化碳的下列用途没有利用其化学性质的是( )
A.干冰用于人工降雨
B.二氧化碳用于灭火
C.二氧化碳作为气体肥料
D.二氧化碳用于制纯碱
A
[解析] 干冰用于人工降雨，利用了干冰升华时吸热的性质，属于物理性质。
题型1 二氧化碳的性质 ★★★
?
典例4 以下两个实验可用于验证 CO2 的某些性质。
?
（1）甲实验中观察到溶液颜色的变化是___（选填序号）。
B
H2CO3
?
[解析] 二氧化碳和水反应生成碳酸 (H2CO3) ，碳酸能使紫色石蕊试液变红；碳酸不
稳定，受热易分解，加热后溶液又变为紫色。
?
A.紫色→红色→无色
B.紫色→红色→紫色
C.红色→紫色→紫色
该实验中使石蕊试液变红的物质是_______（填化学式）。
（2）乙实验中观察到②③不变红，④比①先变红，由此能得到 CO2 的性质有_____
（选填序号，双选）。
A. CO2 不能供给呼吸
B. CO2 不能与石蕊试液反应
C. CO2 的密度比空气的大
D. CO2 能与 H2O 反应
?
CD
[解析] 湿润的紫色石蕊棉球中含有水，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使湿润的
紫色石蕊棉球变红，下面的棉球④先变红，是因为二氧化碳的密度比空气的大。
（3）乙装置简单改进后还可同时证明 CO2 不能燃烧也不能支持燃烧，改进方法是
__________________________。
?
在支管口处放一燃着的木条
[解析] 将燃着的木条放在支管口处，观察到木条熄灭，即可证明二氧化碳不能燃烧
也不能支持燃烧。
易错警示
误认为 ???????????? 能使紫色石蕊试液变红
酸性物质能使紫色石蕊试液变红，将 CO2 气体通入紫色石蕊试液中，石蕊试液变红，
是因为 CO2 与石蕊试液中的水发生反应生成了碳酸，碳酸呈酸性，使紫色石蕊试液变红。
?
题型2 制取二氧化碳的实验装置 ★★★
?
典例5 如图甲是某小组同学组装的实验室制取二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是____________________________；为了解装置具有该优点的原因，
可随时控制反应的发生和停止
BC
A. ab 段试管中液面逐渐上升
B. bc 段石灰石与稀盐酸脱离接触
C. c 点的对应操作是打开弹簧夹
?
他们在甲装置中连接压强传感器（如图乙所示），从而测定实验过
程中试管内气体压强变化的情况（结果如图丙所示）。下列说法正确的是_____（选填
序号，双选）。
[解析] 夹紧弹簧夹时，随着反应的发生，生成的气体增多，试管内压强增大，试管
内的稀盐酸被压入长颈漏斗中，待稀盐酸和多孔塑料片上的石灰石分开，反应停止，
再打开弹簧夹，试管内气体排出，压强减小，稀盐酸重新从长颈漏斗流入试管中，
试管内液面升高，石灰石与稀盐酸接触，反应再次发生，所以该装置的优点是可随
时控制反应的发生和停止。 a 点时夹紧弹簧夹，稀盐酸与石灰石依然接触，随着生
成 CO2 气体的增多，试管内压强增大（ ab 段），试管中的稀盐酸逐渐被压入长颈漏
斗中，试管中液面逐渐降低，直至石灰石和稀盐酸脱离接触（ b 点），不再有气体
产生，试管中的压强不变（ bc 段）； c 点时打开弹簧夹，试管中的气体通过导管排
出，试管内压强减小，直至与 a 点时压强相同。
?
题型3 实验室制取气体的综合 ★★★★
?
典例6 根据下列装置，结合所学科学知识回答下列问题。
（1）写出仪器①的名称：________。
锥形瓶
（2）实验室选择装置A用高锰酸钾制取氧气时，你认为装置A存在的问题是_______
_______________，选择收集装置应依据氧气的______________，该反应的化学方程
式是_ ________________________________。
试管口没有放一团棉花
密度和溶解性
2KMnO4????△?????K2MnO4+MnO2+O2↑
?
[解析] 加热高锰酸钾时，为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，试管口要
放一团棉花；选择收集装置应依据氧气的密度和溶解性。
（3）实验室可以选择装置______________（选填序号）制取并收集 CO2 ，发生反应
的化学方程式是___________________________________，验满的方法是__________
_________________________________________________________________________
_______________________________________。
?
BC （或 BF ）
?
CaCO3+2HCl????????????CaCl2+H2O+CO2↑
?
将燃着的木条放在装置C的集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满（或将燃着的木条放在装置 F 的 b 口，若木条熄灭，证明已收集满）
?
[解析] 实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸在常温下反应制取 CO2 ，应选择装置
B作为气体发生装置；二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，应用向上排空气法收集，
即选择装置C（或装置 F ）收集。
?
（4）通常情况下， SO2 是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易溶
于水。实验室里，用亚硫酸钠固体和较浓的硫酸溶液在常温下反应制取 SO2 。实验
室制取 SO2 选择的发生装置是___（选填序号），若选择装置 F 收集 SO2 ，气体应该
从__（选填“ a ”或“ b ”）口进入。
?
B
a
?
[解析] 实验室用亚硫酸钠固体和较浓的硫酸溶液在常温下反应制取 SO2 时，反应物
为固体和液体，不需要加热，应选择装置B作为气体发生装置；因为二氧化硫的密度
比空气的大，若选择装置 F 收集 SO2 ，进气导管应接近集气瓶底部，以便排尽瓶内
空气，即从 a 口进入。