浙教版八年级科学下册第3章 第4节二氧化碳.docx
《浙教版八年级科学下册第3章 第4节二氧化碳.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙教版八年级科学下册第3章 第4节二氧化碳.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
浙教版八年级科学下册第3章第4节二氧化碳
二氧化碳
一、知识点梳理
知识点一：
自然界中的二氧化碳
1.空气中二氧化碳的存在。
2.二氧化碳与健康。
知识点二：
二氧化碳的性质
1.物理性质。
2.化学性质：
与水反应、与氢氧化钠反应、不燃烧也不支持燃烧。
知识点三：
二氧化碳的制取
1.反应原理。
2.发生装置、收集装置。
二、重难点突破
考点1.自然界中的二氧化碳
1．CO2气体是由大量CO2分子构成的，每一个二氧化碳分子由一个碳原子和一个氧原子构成。
2．CO2与人体健康：
CO2本身没有毒，但CO2不供给呼吸，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
例1：
一定浓度的二氧化碳会使人感到窒息的原因是（）
A、二氧化碳是一种有毒的气体B、二氧化碳是一种有刺激性气味的气体
C、二氧化碳是比空气重的气体D、二氧化碳是不能供给呼吸的气体
答案：
D
变式训练一：
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（ ）
A:
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
解析：
将二氧化碳倒入装有燃着的蜡烛的烧杯中，能观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄
灭，说明二氧化碳密度比空气大，先沉积在烧杯下部，且二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，
下层蜡烛先熄灭，故D项分析错误，A、B、C项分析正确。
答案：
D
考点2.二氧化碳的性质
1．物理性质：
在通常状况下，CO2是一种无色、无臭、无味的气体能溶于水，密度比空气大，固态CO2叫“干冰”，可用作制冷剂，人工降雨。
2．化学性质：
a．二氧化碳无毒，不能燃烧，也不能支持燃烧．
b．二氧化碳能与水反应生成碳酸：
H2O+CO2=H2CO3（碳酸，能使紫色石蕊变红）；H2CO3不稳定，受热易分解：
H2CO3=H2O+CO2
c．二氧化碳能与澄清的石灰水反应，使之变浑浊：
．
d．二氧化碳能与炽热的碳反应，生成一氧化碳：
。
e．二氧化碳与水被绿色植物利用，而进行光合作用的反应，合成有机物（主要是淀粉）：
。
例2：
用化学方程式解释下列现象:
（1）小颖同学在探究二氧化碳性质时,将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液,石蕊试液很快变红色,原因是_________________________;课后清洗仪器时,小颖发现变红的石蕊又变为紫色,原因是_______________________________________________________．
（2）小颖还发现,盛过苛性钠溶液的试剂瓶瓶瓶口有白色粉末,形成这层白色粉末的原因__________________________________（用方程式表示）;因此苛性钠溶液应________保存.
答案：
（1）CO2＋H2O＝H2CO3；H2CO3＝H2O＋CO2↑
（2）CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O。
变式训练：
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（ ）
A. 甲和乙B. 甲和丙C. .乙和丙D. 甲、乙和丙
解析：
因为二氧化碳与澄清的石灰水反应使之变浑浊,现象明显;二氧化碳与水虽反应但无现象;二氧化碳和水反应生成碳酸,能使紫色的石蕊试液变红,现象明显.故甲和丙同学提出的看法中正确.
答案：
B
考点3.二氧化碳的制取
1．CO2的实验室制法
CO2的实验室制法是用稀盐酸与大理石（或石灰石．其主要成分都是碳酸钙）（因反应速率适中，原料廉价易得）反应来制取．其反应原理是CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．其制取装置如图所示：
2．实验室制取CO2装置
（1）的制取实验及相关性质的比较
反应物状态
反应条件
与空气密度比较
溶解性
CO2
大理石和稀盐酸
常温
比空气大
能溶于水
O2
高锰酸钾或双氧水
加热或常温
比空气大
不易溶于水
（2）根据制取CO2所用反应物的状态，反应条件和CO2的性质方面的因素，选择如图装置。
注意：
a左图中长颈漏斗末端必须插到液面以下；右图中导管伸入试管内无需太长，更不能插到液面以下。
B导管伸入集气瓶时，末端必须插到接近集气瓶底。
3．制取CO2的实验操作步骤
a连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性）→加（固体药品的取用）→倒（液体药品的取用，但是还要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶作反应器时，此步可省）→收集（用排水法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）．
b二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口，如果木条熄灭则说明瓶内已收集满二氧化碳．
3．CO2的工业制法
用高温煅烧石灰石的方法来制取二氧化碳，同时又得到另一种副产品氧化钙（CaO；即生石灰）．该反应的化学方程式是
．
例3：
下列装置用于实验室里的CO2的制备、净化、检验，最后收集一瓶干燥的CO2。
请回答下列问题：
（1）对于实验室制取二氧化碳药品选择的探究实验，记录如下：
组别
药品
实验现象
①
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速度很快
②
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速度缓慢并逐渐停止
③
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速度适中
从制取和收集的角度分析，一般选择第______（填序号）组药品，所发生反应的化学方程式为_________________________________。
（2）把C、D中的液体名称填入下表：
B（盐）
C（碱）
D（酸）
液体名称
碳酸氢钠溶液
（3）B中反应的化学方程式是_________________。
（4）C中反应的化学方程式是___________________。
（5）反应过程中将弹簧夹关闭，在A中看到的现象是_________________________。
（6）E收集方法说明二氧化碳具有的物理性质是______________________。
答案：
（1）③；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）澄清石灰水；浓硫酸；（3）NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑；（4）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；（5）锥形瓶内液面下降；长颈漏斗内液面上升；（6）二氧化碳密度比空气大。
变式训练一：
如图是实验室制取二氧化碳的一种装置，请回答下列问题：
（1）反应生成CO2的化学反应方程式是________________________________；
（2）为了检验该装置的气密性，可将橡胶管用止水夹夹住，然后通过长颈漏斗向试管内注水，当____________________________，说明装置的气密性良好；
（3）实验过程中加注的稀盐酸的液面必须浸没长颈漏斗的下端管口的理由是___________
___________________________________________________________。
解析：
（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（2）检验图中发生装置的气密性的方法是：
用止水夹夹紧橡胶管，从长颈漏斗中加水，至管内形成一段液柱，观察液柱如果稳定不下落，则气密性良好；（3）收集气体要保证装置的气密性，长颈漏斗的末端一定要伸入液面以下，为防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出。
答案：
（1）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；
（2）长颈漏斗中形成一段稳定的水柱（3）防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出
变式训练二：
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.
变式训练三：
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__________________．
解析：
（1）由仪器的图和用途可以知道a为长颈漏斗;在A装置和B装置的特点去分析;
（2）从二氧化碳和紫色石蕊试液中的水反应生成碳酸,碳酸是一种酸,可以使紫色石蕊溶液变红色去分析;（3）从装置G的胶头滴管内的NaOH滴入锥形瓶后,氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,使瓶内气体体积变小去分析;（4）根据锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,因为氢气是气体所以总质量会减少,即减少的质量就是生成氢气的质量去分析.
答案：
（1）长颈漏斗；乙；
（2）H2CO3＝H2O＋CO2↑；（3）变大；（4）65%。
三、优化与提高
（一）选择题
1.在以下方法中，既能证明二氧化碳不能支持燃烧，又能证明二氧化碳比空气重的方法是（）
A．将燃着的木条插入充满CO2的集气瓶内，火焰熄灭
B．将CO2气体倒入装有阶梯式蜡烛的烧杯，位置最低的蜡烛火焰先熄灭
C．能用向上排空气法收集到CO2
D．将CO2气体倒入天平左盘的烧杯内，天平的指针向左偏转
答案：
B
2.小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用如图所示装置制取和收集一瓶CO2。
你认为小张（）
A.不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B.选择B. C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C.选择B. C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D.选择A. B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶CO2
答案：
C
3.下列有关二氧化碳的实验中,只能证明其物理性质的实验是（ ）
A.
B.
C.
D.
答案：
A
4.把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中，石蕊试纸不变色。
将CO2气体通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色。
再将该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，冷却到原温度后，再次通入CO2，溶液又变红色。
上述实验现象不能说明的是（ ）。
A:
CO2能和水发生化学反应B:
CO2的水溶液具有酸性
C:
加热能使CO2水溶液的酸性减弱D:
CO2具有酸性
答案：
D
5.下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（ ）
A:
因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，故能用向上排空气法收集
B:
因为二氧化碳在水中的逸出速率大于溶解速率，故也可用排水法收集
C:
在发生装置中加入块状石灰石和硫酸
D:
因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热
解析：
C项，石灰石和硫酸反应生成的难溶物硫酸钙，附着在碳酸钙上会阻止反应的发生，所以不能用石灰石和硫酸制备二氧化碳，此方法不合理。
答案：
C
6.同学们设计了如图所示装置来探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A.移动粗铜丝能控制反应的发生和停止B.该实验能证明二氧化碳的密度比空气大
C.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝D.产生的二氧化碳可用生石灰干燥
答案：
A
7.有关二氧化碳的实验描述正确的是（ ）
A. 二氧化碳能使紫色石蕊试液变红色
B. 因为二氧化碳密度比空气大,所以能像液体一样倾倒二氧化碳
C. 因为二氧化碳能溶于水,所以不能用排水集气法收集二氧化碳
D. 将燃着的小条伸入集气瓶中,若火焰熄灭,则该气体是二氧化碳
解析：
A、二氧化碳能和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红,不是二氧化碳使紫色石蕊试液变红色,故A错误;B、二氧化碳的密度比空气大,能像倒液体一样倾倒二氧化碳,描述正确,所以B选项是正确的;C、二氧化碳能溶于水,不能用排水集气法收集二氧化碳,说法正确,但是实验现象中看不出来,故C错误;D、二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,但是,不燃烧也不支持燃烧的气体不一定都是二氧化碳,故D错误;
答案：
B
8.在以下方法中,既能证明二氧化碳不能支持燃烧,又能证明二氧化碳比空气重的方法是（ ）
A. 将燃着的木条插入充满CO2的集气瓶内,火焰熄灭
B. 将CO2气体倒入装有阶梯式蜡烛的烧杯,位置最低的蜡烛火焰先熄灭
C. 能用向上排空气法收集到CO2
D. 将CO2气体倒入天平左盘的烧杯内,天平的指针向左偏转
解析：
A、将燃着的木条插入充满CO2的集气瓶内,火焰熄灭,只能证明二氧化碳不支持燃烧,故A错误;B、将CO2气体倒入装有阶梯式蜡烛的烧杯,位置最低的蜡烛火焰先熄灭,既能证明二氧化碳不能支持燃烧,又能证明二氧化碳比空气重,所以B选项是正确的;C、能用向上排空气法收集到CO2,说明二氧化碳的密度比空气大,故C错误;D、将CO2气体倒入天平左盘的烧杯内,天平的指针向左偏转,说明二氧化碳的密度比空气的大,故D错误;
答案：
B
（二）非选择题
9.如图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图。
科学实验课上同学们用石灰石和稀盐酸反应制取并收集二氧化碳气体，请回答问题：
（1）制取二氧化碳气体的发生装置应选择（填装置编号）.
（2）现要收集一瓶干燥的二氧化碳气体，请在上述装置中选择合适的装置，按气体的流向用导管的编号将装置连接好：
a→.
解析：
（1）回忆二氧化碳的反应装置和反应原理：
制取二氧化碳使用固体+液体反应，不需加热，根据反应原理，选取发生装置；
（2）根据二氧化碳的性质选择干燥剂；根据万能瓶的功能确定气体从哪一管通入．
答案：
（1）制取二氧化碳使用固体+液体反应，不需加热，故应使用固液常温型发生装置，所以选择A装置；
（2）在这里干燥的是二氧化碳气体，它能够和碱石灰反应，故应选择浓硫酸来干燥，干燥装置气体应该是长进短出，用万能瓶排空气法收集密度比空气大的气发生体时，气体也应该是长进短出所以连接方法为：
a→b→c→f→g
10.如图是实验室制取二氧化碳的装置图
（1）该装置图有两处错误：
A.▲B.▲．
（2）要在1中入的固体是▲，2要如此放置的理由是▲。
答案：
（1）长颈漏斗下端未伸入液面下，应伸入液面下；导气管伸入锥形瓶内过长，只需伸出橡皮塞少许；
（2）大理石（或石灰石）；二氧化碳的密度大于空气的密度。
11.氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，它的水溶液称为氨水，显碱性．氨在化学工业用途中应用广泛，例如制化肥、制纯碱等，近年来，氨还用于环境治理．
（1）氨气的物理性质▲．
（2）“侯氏制碱法”关键一步的反应原理可表示为：
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+A，其生成物A也可用作化肥，A元素中氮元素的质量分数为▲．
（3）在细菌的作用下，用氨处理含甲醇的工业废水，使其变为无毒的N2和CO2，从而清除对环境的影响，有关的反应为6NH3+5CH3OH+12B
3N2↑+5CO2↑+19 H2O，该处B应当填写的物质的化学式为▲．
（4）在400℃左右，在催化剂存在的条件下，用氨气可将有毒气体NO还原为N2和H2O，试写出该反应的化学方程式▲．
答案：
（1）无色有刺激性气味的气体，极易溶于水．
（2）26.2%（3）O2（4）4NH3+6NO
5N2+6H2O。
12.某兴趣小组用石灰石和稀盐酸反应制取CO2，并验证CO2的性质。
（1）图是实验室制备CO2的装置图。
该装置的特点是：
打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应。
关闭弹簧夹后，稀盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。
用该装置制备CO2，可起到节约药品和使用方便的效果。
下面A，B，C，D4套装置中，哪些可以产生与该装置相同的效果?
▲（填写编号）。
（2）在确认装置气密行良好后进行实验。
把制得的气体通入澄清石灰水中，发现石灰水没有变浑浊。
对此展开探究：
（3）【提出问题】澄清石灰水为什么水没有变浑浊?
（4）【猜想与验证】甲同学认为可能澄清石灰水已变质。
他取少量澄清石灰水于试管中，向其中吹气，现象是▲，说明澄清石灰水没有变质。
乙同学认为制得的CO2中可能有HCl气体。
他作出此猜想的依据是▲，他用试管取少量紫色石蕊试液，再通入制得的气体，紫色石蕊试液变红，他得出结论是CO2中混有气体。
丙同学认为乙同学的实验结论是错误的，理由是▲，请你帮助他们设计实验证明：
【实验验证】
实验步骤 实验现象 实验结论▲、▲CO2中混有HCl气体
【反思与评价】丁同学认为既然用稀盐酸制得的CO2不纯，为何不用H2SO4代替盐酸。
请问丁同学的想法对吗?
▲；理由是▲。
答案：
（1）BD；（4）石灰水变浑浊；二氧化碳和水反应能生成碳酸，碳酸也能够使石蕊试液变红色把生成的气体通入硝酸银溶液中；产生白色沉淀；不对；稀硫酸和石灰石中的碳酸钙反应能生成硫酸钙、水和二氧化碳，生成的硫酸钙微溶于水，包裹在石灰石的表面，阻止反应的进行石灰水变浑浊，盐酸易挥发，二氧化碳和水反应能生成碳酸，碳酸也能够使石蕊试液变红色；把生成的气体通入硝酸银溶液中；产生白色沉淀；不对；稀硫酸和石灰石中的碳酸钙反应能生成硫酸钙、水和二氧化碳，生成的硫酸钙微溶于水，包裹在石灰石的表面，阻止反应的进行。
13.下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。
请回答下列问题：
（1）将A、E装置连接时，应将A装置的导管a与E装置的导管 （选填“b”或“c”）相连接。
检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是 。
（2）将A、B装置连接，观察到的现象是 ，可验证二氧化碳的性质是 。
（3）将A、C装置连接，可验证二氧化碳与氢氧化钙反应，该反应的化学方程式为：
。
（4）用E装置收集满一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，观察到的现象时 ，这些现象说明二氧化碳具有的物理性质 ，化学性质 ， 。
解析：
（1）由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水；所以可用向上排空气法收集，不用排水法收集。
利用E装置收集二氧化碳时，应将导管a与c相连。
二氧化碳的验满方法：
将燃着的木条放在瓶口。
如木条熄灭，说明二氧化碳已收集满；瓜之二氧化碳未收集满。
（2）装置A中大理石（主要成分CaCO3）可与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。
气体进入B中，二氧化碳可与水反应生成碳酸。
碳酸呈酸性，从而使紫色石蕊由紫色变为红色。
（3）将AC连接，即将二氧化碳气体通往澄清石灰水[主要成分为Ca（OH）2]中。
二者反应可生成碳酸钙和水。
反应的化学方程式为：
Ca（OH）2+CO2===CaCO3↓+H2O（4）将二氧化碳气体倒入D中，由于二氧化碳不支持燃烧也不燃烧的化学性质，可使蜡烛熄灭；因为二氧化碳的密度比空气大，因此蜡烛会由下至上熄灭。
答案：
（1）c用燃着的木条靠近E瓶b导管口，木条火焰熄灭
（2）溶液由紫色变为红色 二氧化碳能与水反应（3）Ca（OH）2+CO2===CaCO3↓+H2O（4）燃着的蜡烛由下至上依次熄灭 密度比空气大不能燃烧 不支持燃烧
14.某校化学活动小组准备探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积，并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定CO2的质量和体积：
【分析与表达】
（1）上述两个实验中，反应的化学方程式为 .
（2）实验Ⅰ中，将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是 .
（3）实验Ⅱ中，先连接好装置，在检查装置的气密性（请简述方法 ），然后装好药品，最后将10mL稀盐酸快速推入烧杯中，若稀盐酸是缓慢推入的，则可能造成的后果是 .
【记录与处理】
（4）已知实验Ⅰ反应前的总质量【m（大烧杯+石灰石粉末）+m（小烧杯+稀盐酸）】，要计算生成CO2的质量，至少还需要的数据是
A. m（小烧杯） B.m（大烧杯） C.m（大烧杯+反应后剩余物）
（5）实验Ⅱ的实验记录如下（表中数据在相同温度、相同压强条件下测定）
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
注射器读数/ml
60.0
85.0
88.0
89.0
89.5
89.8
89.9
90.0
90.0
90.0
据以上实验过程和实验数据综合分析，最终生成CO2的体积是 mL
注意：
若答对下面题奖励4分，但化学总分不超过60分。
（6）根据你的认识，在图2中坐标图中绘制出0∼10min生成CO2体积随时间变化的曲线。
【反思与评价】
（7）经过分析，你认为实验Ⅰ的优点是 ，实验Ⅱ的优点
升级会员 