2023-2024学年科粤版初中化学第5单元第3节二氧化碳的性质和制法 导学案（含答案）

5.3二氧化碳性质与制取
[课前复习]
1．“吸烟有害于健康。”我国政府规定：公共室内禁止吸烟。烟草燃烧释放的有害物质中，能与血红蛋白结合引起中毒的是(　　)
A．尼古丁 B．一氧化碳 C．焦油 D．甲醛
2．下列叙述中，与常温下碳单质的化学稳定性无关的是(　　)
A．将木桩埋入地下的一段用火烤焦
B．档案材料一般用碳素墨水填写
C．古代用墨书写绘制的字画经久不变色
D．用石墨制铅笔芯
3．下列物质的用途，既利用了碳的物理性质，又利用了化学性质的是(　　)
A．用焦炭炼钢 B．用活性炭作吸附剂 C．用墨写字保存时间长 D．用木炭制燃料
4．一种无色气体X，能在空气中燃烧生成另一种无色气体Y，Y和灼热的木炭反应又只生成气体X，则X是(　　)y.co*m】
A．O2 B．H2 C．CH4 D．CO
5．关于C60的说法正确的是(　　)
A．它是一种新型的碳的化合物B．它是一种新型的碳单质
C．它是由碳原子直接构成的D．它的相对分子质量是60
6．金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是(　　)21纪
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
7．防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是(　　)
A．炭黑 B．活性炭 C．木炭 D．石墨
8．中华炭雕(主要成分是木炭)是一种集观赏与空气净化于一体的工艺品，关于它的说法错误的是(　　)
A．炭雕摆设要远离火种
B．炭雕艺术品可以长久保存
C．炭雕是轻质透明的固体
D．炭雕能吸附室内有害气体
9．下列对一些事实的解释错误的是(　　)
事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色制白糖 活性炭具有吸附性
10．以石墨为原料，先制备氧化石墨，再经过热还原制备石墨烯。石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲。下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种物质的叙述中错误的是(　　)2·1·c·n·j·y
A．将石墨变成石墨烯发生了化学变化
B．四种物质碳原子的排列方式不同
C．四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．石墨烯是一种新型的化合物
[新授课]
[学习目标]1、认识二氧化碳的主要物理和化学性质；
2、了解二氧化碳对人类生活和生产的意义。
3、了解掌握二氧化碳的实验室制法。
一、二氧化碳有何性质
1．物理性质
(1)通常情况下，二氧化碳是一种______色、______味的气体。(2)密度比空气的________。
(3)溶解性____________。(4)固体二氧化碳俗称________，干冰升华吸热。
2.化学性质
[实验一] 在大烧杯中放置一个铁皮架，架上固定两支点燃的蜡烛，通过喇叭形纸筒将一瓶二氧化碳向烧杯内倾倒。
现象：________层的蜡烛先熄灭，________层的蜡烛后熄灭。
结论：①二氧化碳__________，也不能______________________；
②二氧化碳的密度________________。
[实验二] (1)往集满二氧化碳的软质塑料瓶里注入约 瓶蒸
馏水，立即旋紧瓶盖，充分振荡，如右图所示，观察到____________，
原因是二氧化碳_______________________________。
(2)将瓶内液体倒数毫升至试管中，向试管中滴入紫色石蕊溶液，振荡，观察到紫色石蕊溶液______，原因是________________，反应的化学方程式为____________________。
(3)将上述试管加热，观察到溶液变为紫色，因为碳酸不稳定易分解，反应的化学方程式为___________。
某同学设计了如下一组实验，取四朵紫色石蕊试液染色的干燥纸花，
分别按下图进行实验。
（1）各步实验中观察到纸花的颜色变化情况是：
　I.纸花　　 II.纸花 　 III.纸花　　　 　IV.纸花
　　　总结：二氧化碳与水发生反应，生成的 能使紫色的石蕊试液变　　　　　
　　　二氧化碳与水的反应方程式： 　　　　　　　　　　
　　　碳酸不稳定,易分解，化学方程式为 　　　
[实验三] 如右图所示，取一支盛澄清石灰水的试管，通过玻璃管，往石灰水里吹一会儿气。
现象：澄清石灰水________。
结论：CO2与澄清石灰水反应，有______________生成，该反应的
化学方程式为________________________________，用此反应可以鉴定
二氧化碳。
二、 二氧化碳对人类生活和环境有何影响
1．二氧化碳有广泛的用途
写出各用途对应的二氧化碳的性质。
人工降雨____________________________；
灭 火____________________________；
2．二氧化碳对人类和环境的影响
虽然二氧化碳______毒性，但不能____________，人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡；大气中二氧化碳含量持续上升，产生了越来越严重的____________。结果导致全球变暖，带来了严重的环境问题。
三 、自然界中的碳循环
[注意] CO2 不是空气污染物。CO2会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源。
四、二氧化碳制取
1.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳。
（1）反应的化学方程式为：_________________________________________；
（2）碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水_____________________________；
（3）总的化学方程式为：___________________________________________。
2.确定二氧化碳气体发生装置应考虑的因素
（1）反应物的状态 —— ________________________；
（2）反应发生的条件 —— ______________________。
3.确定二氧化碳气体收集装置应考虑的因素
（1）二氧化碳的密度—— ______________________；
（2）二氧化碳的溶解性 —— ___________________；
（3）二氧化碳能否与水反应 —— ________________。
4.【思考】
（1）现提供如下装置，你会选择怎样的发生装置和收集装置来制取二氧化碳呢？
发生装置 ；收集装置 。
（2）实验室制取二氧化碳时，下列仪器中：哪些可以代替长颈斗？ ；
哪些可以代替锥形瓶 。
5.【结论】根据给出的实验仪器，请你设计一套实验室制取二氧化碳的装置：
6.验证二氧化碳的方法
（1）检验方法：____________________________________________________。
（2）验满法： 。
五、工业上制取二氧化碳
利用高温煅烧石灰石____________________。
生石灰遇水放热，变成熟石灰____________________。
例题精讲：
例一：实验室常用如下图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。
(1)仪器①的名称为____________。
(2)装置A、B均可用来制取CO2，比较
两个装置，指出A装置的一个突出优点：
__________________________________。
(3)写出用恰当试剂制取CO2的化学方程式：______________________________________。
(4)C装置充满水时，可作为O2的收集装置，则O2应从________端通入。
若采用排空气法收集O2，则O2应从C装置的________端通入。
例二：某同学模仿物理课上学到的“串联电路”，设计了如图所示气体制取与性质验证的组合实验。打开分液漏斗活塞后，A中出现大量气泡，B中白磷燃烧，C中液面下降，稀盐酸逐渐进入D中。请看图回答问题：
A　　 　B　 　　C　　 　D　　 　E　 　　F
(1) 从左到右依次写出发生反应的化学方程式。
A：____________________________________________________________，
B： ___________________________________________________________，
D：____________________________________________________________，
E：____________________________________________________________。
(2) B中白磷能够燃烧的原因是_________________________________________。
(3) E中的实验现象是_________________________________________________。
(4)用F装置收集气体的依____________________________________________。
例三：为测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，某学
习小组进行了如下实验探究，取10 g石灰石样品放入烧杯
中，加入稀盐酸至不再产生气泡为止(石灰石中的杂质不溶
于水，也不反应)，并绘制了加入稀盐酸的质量与放出气体
质量的坐标图，如右图所示。
(1)碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为____ g。
(2)计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
5.3二氧化碳性质与制取答案
[课前复习]
1．“吸烟有害于健康。”我国政府规定：从2010年5月1日起，公共室内禁止吸烟。烟草燃烧释放的有害物质中，能与血红蛋白结合引起中毒的是(　B　)
A．尼古丁 B．一氧化碳C．焦油 D．甲醛
2．下列叙述中，与常温下碳单质的化学稳定性无关的是(　D　)
A．将木桩埋入地下的一段用火烤焦B．档案材料一般用碳素墨水填写
C．古代用墨书写绘制的字画经久不变色D．用石墨制铅笔芯
3．下列物质的用途，既利用了碳的物理性质，又利用了化学性质的是(　C　)
A．用焦炭炼钢B．用活性炭作吸附剂C．用墨写字保存时间长D．用木炭制燃料
4．一种无色气体X，能在空气中燃烧生成另一种无色气体Y，Y和灼热的木炭反应又只生成气体X，则X是(　D　)【来源：21cnj*y.co*m】
A．O2 B．H2 C．CH4 D．CO
5．关于C60的说法正确的是(　B　)
A．它是一种新型的碳的化合物B．它是一种新型的碳单质
C．它是由碳原子直接构成的D．它的相对分子质量是60
6．金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是(　B　)21
纪A．都是黑色固体B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
7．防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是(　B　)
A．炭黑 B．活性炭C．木炭 D．石墨
8．中华炭雕(主要成分是木炭)是一种集观赏与空气净化于一体的工艺品，关于它的说法错误的是(　C　)
A．炭雕摆设要远离火种B．炭雕艺术品可以长久保存
C．炭雕是轻质透明的固体D．炭雕能吸附室内有害气体
9．下列对一些事实的解释错误的是(　C　)
事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色制白糖 活性炭具有吸附性
10．以石墨为原料，先制备氧化石墨，再经过热还原制备石墨烯。石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲。下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种物质的叙述中错误的是(　B　)2·1·c·n·j·y
A．将石墨变成石墨烯发生了化学变化B．四种物质碳原子的排列方式不同
C．四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D．石墨烯是一种新型的化合物
[新授课]
[学习目标]1、认识二氧化碳的主要物理和化学性质；
2、了解二氧化碳对人类生活和生产的意义。
3、了解掌握二氧化碳的实验室制法。
一、二氧化碳有何性质
1．物理性质
(1)通常情况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体。(2)密度比空气的大。
(3)溶解性能溶于水。(4)固体二氧化碳俗称干冰，干冰升华吸热。
2.化学性质
[实验一] 在大烧杯中放置一个铁皮架，架上固定两支点燃的蜡烛，通过喇叭形纸筒将一瓶二氧化碳向烧杯内倾倒。
现象：下 层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。
结论：①二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧；
②二氧化碳的密度比空气密度大。
[实验二] (1)往集满二氧化碳的软质塑料瓶里注入约 瓶蒸
馏水，立即旋紧瓶盖，充分振荡，如右图所示，观察到软塑料瓶变瘪，
原因是二氧化碳二氧化碳溶于水，瓶内气压变小。
(2)将瓶内液体倒数毫升至试管中，向试管中滴入紫色石蕊溶液，振荡，观察到
紫色石蕊溶液变红，原因是CO2与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为
CO2 +H2O==H2CO3。
将上述试管加热，观察到溶液变为紫色，因为碳酸不稳定易分解，反应的化学方程式为
H2CO3== CO2 ↑ +H2O 。
某同学设计了如下一组实验，取四朵紫色石蕊试液染色的干燥纸花，
分别按下图进行实验。
（1）各步实验中观察到纸花的颜色变化情况是：
　I.纸花　变红　 II.纸花 不变色 　 III.纸花　不变色　　　IV.纸花 变红
　　　总结：二氧化碳与水发生反应，生成的 碳酸 能使紫色的石蕊试液变　变红　　　　
　　　二氧化碳与水的反应方程式：CO2 +H2O==H2CO3
　　　碳酸不稳定,易分解，化学方程式为H2CO3== CO2 ↑ +H2O
[实验三] 如右图所示，取一支盛澄清石灰水的试管，通过玻璃管，往石灰水里吹一会儿气。
现象：澄清石灰水变浑浊。
结论：CO2与澄清石灰水反应，有不容白色固体生成，该反应的
化学方程式为CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O，用此反应可以鉴定二氧化碳。
二、 二氧化碳对人类生活和环境有何影响
1．二氧化碳有广泛的用途
写出各用途对应的二氧化碳的性质。
人工降雨升华吸热；
灭 火密度比空气密度大；
2．二氧化碳对人类和环境的影响
虽然二氧化碳无毒性，但不能供给呼吸，人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡；大气中二氧化碳含量持续上升，产生了越来越严重的温室效应加剧。结果导致全球变暖，带来了严重的环境问题。
三 、自然界中的碳循环
氧气
二氧化碳
[注意] CO2 不是空气污染物。CO2会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源。
四、二氧化碳制取
1.实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳。
（1）反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3===CaCl2+ H2CO3；
（2）碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水H2CO3==CO2 ↑ +H2O；
（3）总的化学方程式为：2HCl+ CaCO3===CaCl2+ CO2 ↑ +H2O。
2.确定二氧化碳气体发生装置应考虑的因素
（1）反应物的状态 —— 固体和液体；
（2）反应发生的条件 —— 常温。
3.确定二氧化碳气体收集装置应考虑的因素
（1）二氧化碳的密度—— 大于空气密度；
（2）二氧化碳的溶解性 —— 能溶于水；
（3）二氧化碳能否与水反应 —— CO2 +H2O==H2CO3。
4.【思考】
（1）现提供如下装置，你会选择怎样的发生装置和收集装置来制取二氧化碳呢？
发生装置 B或 C ；收集装置 F 。
（2）实验室制取二氧化碳时，下列仪器中：哪些可以代替长颈斗？ AE ；
哪些可以代替锥形瓶 BD 。
5.【结论】根据给出的实验仪器，请你设计一套实验室制取二氧化碳的装置：
6.验证二氧化碳的方法
（1）检验方法：将生成气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。
（2）验满法： 将燃着的小木条放在集气瓶口，若小木条熄灭，说明收集已满 。
五、工业上制取二氧化碳
利用高温煅烧石灰石CaCO3CaO+ CO2 ↑。
生石灰遇水放热，变成熟石灰 CaO +H2O ===Ca（OH）2。
例题精讲：
例一：实验室常用如下图所示装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。
(1)仪器①的名称为长颈漏斗。
(2)装置A、B均可用来制取CO2，比较
两个装置，指出A装置的一个突出优点：
随时控制反应的发生和停止。
(3)写出用恰当试剂制取CO2的化学方程式：2HCl+CaCO3=== CaCl2+ CO2 ↑ +H2O 。
(4)C装置充满水时，可作为O2的收集装置，则O2应从b端通入。
若采用排空气法收集O2，则O2应从C装置的a端通入。
例二：某同学模仿物理课上学到的“串联电路”，设计了如图所示气体制取与性质验证的组合实验。打开分液漏斗活塞后，A中出现大量气泡，B中白磷燃烧，C中液面下降，稀盐酸逐渐进入D中。请看图回答问题：
A　　 B　 C　　 D　　 E　 　F
(1) 从左到右依次写出发生反应的化学方程式。
A：2H2O2 2H2O+O2↑，
B： 4 P+5O2 2 P2O5 ，
D：2HCl+ CaCO3===CaCl2+ CO2 ↑ +H2O，
E： CO2 +H2O==H2CO3。
(2) B中白磷能够燃烧的原因是与氧气充分接触且温度达到着火点。
(3) E中的实验现象是紫色石蕊溶液变红。
(4)用F装置收集气体的依据是二氧化碳密度比空气大。
例三：为测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数，某学
习小组进行了如下实验探究，取10 g石灰石样品放入烧杯
中，加入稀盐酸至不再产生气泡为止(石灰石中的杂质不溶
于水，也不反应)，并绘制了加入稀盐酸的质量与放出气体
质量的坐标图，如右图所示。
(1)碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为84.32 g。
(2)计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。80%
A B C D E F
A B C D E
A B C D E F
A B C D E