3.4 二氧化碳 导学案（含答案）

二氧化碳
课前一练
1、如图所示的有关二氧化碳性质的实验中，只能证明二氧化碳的物理性质的是（　C　）
2、氧气和二氧化碳在性质上的相似点有（　C　）
①都能氧化金属铁 ②都具是无色无味气体 ③都易溶于水 ④都能跟碳反应 ⑤一定压强下都是气体 ⑥都是氧化物 ⑦都可用于灭火 ⑧通常状况下密度都比空气大．
A．①④⑤⑧ B．①③④⑤⑥⑧ C．②④⑤⑧ D．①④⑤⑦⑧
3、取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花，进行如图所示实验。
（1）对比实验①②，说明水不能使石蕊变红，　 　。
（2）实验③中紫色小花　 　（填“变红色”或“不变色”）。
（3）此实验可以得到的结论为　 　。
（4）若将④中的小花实验后取出小心烘干，发生反应的化学方程式为　 　。
【答案】（1）醋酸能使石蕊变红。
（2）不变色；
（3）二氧化碳和水反应，生成酸性物质。
（4）H2CO3＝CO2↑+H2O。
要点导航
一、自然界中的二氧化碳
1、二氧化碳在空气中含量不多，约占 0.03%。
2、二氧化碳是由大量二氧化碳分子 (CO2) 聚集而成，每个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成，其分子结构模型如图所示：
3、CO2本身没有毒性，但当空气中的 CO2超过正常含量时，会对人体产生有害的影响。
二、二氧化碳的性质
1、物理性质：二氧化碳在通常状态下，无色无味，能溶于水，密度比空气大；固体（干冰）
2、化学性质：
（1）不能燃烧，不支持燃烧，也不能供呼吸
（2）二氧化碳溶解在水里时，跟水发生化学反应生成碳酸 (H2CO3)。碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变成红色。
CO2 + H2O＝H2CO3 H2CO3＝H2O＋CO2↑
碳酸很不稳定，很容易分解。当加热时，碳酸会分解，逸出二氧化碳，剩下中性的水，因此，红色的石蕊又变成了紫色。

（3）当向澄清石灰水［Ca（OH）2水溶液］里通入二氧化碳时，会生成白色 的碳酸钙（CaCO3 ）沉淀，使石灰水变浑浊。这一反应常用来检验二氧化碳。
CO2 + Ca(OH)2＝CaCO3↓+ H2O
（4）与Mg反应：2Mg+CO22MgO+C
现象：Mg条在CO2中剧烈燃烧,放出白光和大量热,生成黑色固体和白色固体。
（5）与C反应：CO2 + C2CO
CO2 与C 在高温条件下，生成无色、无臭、无味的气体CO ，密度比空气小，具有毒性，一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，产生碳氧血红蛋白，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。
二氧化碳的制备
1、实验室制备
（1）制备原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）制取装置：
（3）实验仪器：石灰石（或大理石）、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊试液、蒸馏水、锥形瓶、烧杯、双孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、玻璃片、蜡烛、木条、火柴、铁皮架。
（4）操作步骤：
①如图组装好制取二氧化碳的简易装置，检查装置的气密性。
②在锥形瓶中加入几小块大理石，塞紧带有长颈漏斗和导管的橡皮塞。
③把气体导管插入集气瓶中，导管口应处在接近集气瓶的瓶底处。
④通过长颈漏斗加入适量的稀盐酸，锥形瓶中立刻有气体产生。
⑤片刻后，把燃着的火柴放到集气瓶口的上方，如果火柴很快熄灭说明集气瓶中已经收集满二氧化碳气体，盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放在桌子上备用。
（5）检验：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。
（6）验满：将燃着木条 放在集气瓶口，若木条熄灭，则集满。

（7）思考讨论：
①装置缺陷—盐酸易挥发，污染环境；反应不能控制，不能随用随停。
②改进装置：

（8）注意事项：
①制备二氧化碳的盐酸不宜太浓，否则从盐酸里会挥发出氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯，有时还会影响实验的结果。
②不宜使用硫酸和石灰石来制取二氧化碳，因为硫酸与碳酸钙反应后生成溶解性较小的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面从而阻止反应的继续进行。
③如果使用长颈漏斗，最好不要使用纯净的碳酸钙或碳酸钠。因为使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠会造成反应过快，不宜控制。但是将长颈漏斗改成分液漏斗，就可以使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠来制取二氧化碳了。
（9）误点评析：
①长颈漏斗下口没有伸入液面下，会导致二氧化碳从长颈漏斗逸出。
②出气导管管口不应伸入液面下，这样二氧化碳会把酸液沿导管压出，无法收集气体，该出气导管管口应在锥形瓶上方，略伸出橡皮塞。
2、工业制备
（1）制备原理：高温煅烧碳酸钙制得二氧化碳
（2）反应方程式：CaCO3 CaO + CO2↑
四、二氧化碳的应用
用途：
（1）作为灭火剂。
（2）固态的二氧化碳即“干冰”，主要用作致冷剂，用飞机在高空喷撒“干冰”，可以使空气中水蒸气冷凝，形成人工降雨。
（3）农业上，温室里直接施用二氧化碳作肥料，可以增进植物的光合作用。
2、影响：温室效应，二氧化碳具有保温的作用，会逐渐使地球表面温度升高。
[同步练习
1. 身边处处有科学，科学与我们的生产、生活密切相关。请根据你的生活经验和所学的科学知识判断，下列做法合理的是 (　B　)
A．用电器短路着火，立即用水扑灭
B．在冰箱里放入活性炭，除去冰箱里的异味
C．室内烤火取暖放一盆水，防止CO中毒
D．在食品袋里充入氧气，延长食品的保质期
2. “两型”社会，提倡“低碳”生活，下列有关碳及其化合物的 说法正确的是 (　C　)
A．二氧化碳是导致酸雨的主要气体
B．室内放一盆水能防止一氧化碳中毒
C．大气中二氧化碳消耗的途径主要是绿色植物的光合作用
D．金刚石、石墨是碳的单质，而C60则是碳的化合物
3. 用嘴吹灭燃着的生日蜡烛，利用的主要灭火原理是（??D ）
A．隔绝空气 B．降低可燃物的着火点
C．清除可燃物 D．使可燃物温度降到着火点以下
4. 温室效应有功有过，产生温室效应的主要气体是CO2，下列有关认识错误的是 (　A　)
A．CO2能使干燥石蕊纸花变红
B．CO2能使澄清石灰水变浑浊
C．“低碳”是指较少的CO2排放
D．温室效应为人类提供了适宜的生存温度
5. 下列有关二氧化碳的说法正确的是 (　B　)
A．二氧化碳是引发酸雨的“罪魁祸首”
B．二氧化碳固体可用于人工降雨
C．二氧化碳可使紫色石蕊试液变蓝
D．二氧化碳有毒不能制作碳酸饮料
6. 通过实验探究可获得较多的化学知识，对下图所示的实验分析错误的是（??D ）

两支蜡烛自下而上依次熄灭 B. 二氧化碳不能燃烧
C. 二氧化碳的密度比空气大 D. 二氧化碳支持燃烧
7. 如图所示,向盛有某种液体的烧杯中通人二氧化碳气体,可观察到烧杯中的液体发生了明显变化.烧杯中盛放的液体是什么呢?甲同学认为:可能是澄清的石灰水,乙同学认为:可能是蒸馏水;丙同学认为可能是紫色的石蕊试液.你认为三位同学提出的看法中正确的是( B )

A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 甲、乙和丙
8. 可生成二氧化碳的反应很多，例如：①酒精的燃烧 ②木炭在空气中燃烧 ③碳与氧化铜反应 ④高温煅烧石灰石 ⑤石灰石与稀硫酸反应 ⑥石灰石与稀盐酸反应 ⑦碳酸钙粉末与浓盐酸 ⑧人和动物的呼吸作用。其中可用于实验室制取二氧化碳的是（ C ）
A.①②③ B.③④⑤ C.⑥ D.全部
9. 二氧化碳气体既是温室效应的元凶，又是一种潜在的碳资源。实验室里，科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷（一种简单有机物）在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前，以下不是科学家重点考虑的问题是（ D ）
A. 如何提高催化剂的催化效率 B. 新型塑料是否可降解
C. 新型塑料的化学性质是否稳定 D. 新型塑料生产是否影响碳循环
10. 利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下转化为CO2。下列关于该反应的说法中，正确的是 (　C　)
A．反应物和生成物都是化合物，该反应属于化合反应
B．反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生了变化
C．可有效降低汽车尾气对大气的污染
D．反应前后氧原子数目发生了变化
11. 超临界流体是物质介于气态和液态之间的新状态，目前应用最广泛的是超临界二氧化碳，它在化学工业上可取代氟利昂作溶剂等。下列有关超临界二氧化碳的说法中不正确的是(　A　)
A．超临界二氧化碳是合成的一种新物质
B．超临界二氧化碳是由CO2分子构成的
C．超临界二氧化碳溶解某些物质后，二氧化碳可在常温常压下完全挥发
D．用超临界二氧化碳代替氟利昂，可减轻大量使用氟利昂对大气臭氧层造成的破坏
12. 某化学小组Ⅰ探究用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体,并进行性质实验.如图是有关实验的部分装置,请根据要求回答问题: （1）a仪器的名称为_____________;甲同学用A和C组合制取二氧化碳,乙同学用B和C组合制取二氧化碳,你认为哪个组合更便于控制反应___________(填写甲或乙).（2）甲同学利用装置D进行性质实验时,观察到紫色石蕊试液变红色,用化学方程式表示可能的原因________________________________________；（3）装置G的胶头滴管内的NaOH滴入锥形瓶后,小气球的形状将会________(填“变大”或“变小”);（4）装置B中若放入10g不纯的锌,组装仪器后,称得药品和仪器的总质量为120g,反应完全后,称得装置的总质量为119.8g,粗锌的质量分数为__________________．
答案: （1）长颈漏斗；乙；（2）H2CO3＝H2O＋CO2↑；（3）变大；（4）65%。
13. 实验室按如图所示装置制取CO2，并检验CO2的性质。试回答以下问题：

（1）实验开始前，先应检查装置A的_______________；
（2）用装置A来制取CO2，所用的药品是___________和____________（写化学式）；
（3）若要用装置B鉴定CO2，在B中应盛放的试剂名称是_____________，当将标①和②的导管口连接时，B中看到的实验现象是___________________；
（4）若要用装置C证明CO2能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，应加入的试剂是___________，当将标①和③的导管口连接时，C中看到的实验现象是______________；
（5）烧杯D中放有燃着的蜡烛如图所示，当将标①和④的导管口连接时，D中看到的实验现象是__________________________________________；
（6）继续设计并进行有关CO2性质的探究实验，如装置E、F。先在装置E中放一个用空气充胀的气球，制取一瓶二氧化碳倒入E装置后，出现如F装置实验现象。请回答：该实验的目的是探究_________________________________________。

【答案】 （1）气密性（2）CaCO3；HCl（3）澄清的石灰水；澄清的石灰水变浑浊（4）紫色石蕊溶液；紫色变成红色（5）下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭（6）CO2的密度是否比空气大.