二氧化碳和一氧化碳.docx

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二氧化碳和一氧化碳

周课题：

二氧化碳和一氧化碳

【学习目标集成】

　　1．了解CO2和CO的物理性质。

　　2．知道CO2和CO的化学性质。

　　3．了解CO2和CO的用途及“温室效应”的产生与危害。

　　4．使学生认识科学探究的方法和基本过程，能够提出问题，进行初步的探究活动。

　　重点：

CO2和CO的化学性质。

　　难点：

CO2与水、石灰水的反应。

[知识要点梳理]

知识点一：

CO2的性质

1．二氧化碳的物理性质

（1）通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体。

（2）标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，比空气大。

　　（3）二氧化碳能溶于水，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体。

　　（4）三态变化：

固态CO2又叫干冰。

2．二氧化碳的化学性质

（1）二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，因而它具有灭火功能（也与二氧化碳的密度大有关）。

实验室里常利用此性质来检验集气瓶里是否集满二氧化碳。

　　讨论：

通过观察课本实验6－4，如下图17－1看到什么现象？

说明了什么问题？

　　现象与分析：

下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。

　　通过分析该实验的现象，可以说明二氧化碳两点性质：

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的密度大。

（2）CO2与水反应生成碳酸。

碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。

　　　　CO2+H2O=H2CO3（紫变红）

　　　　但碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水，所以实验室里不储备碳酸。

　　　　H2CO3==H2O+CO2↑（红变紫）

　　讨论：

通过观察课本实验6－6，如下图17－2所示，看到什么现象？

说明了什么问题？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图17－2

　　现象与分析：

Ⅰ纸花变红说明酸能使紫色石蕊变红，Ⅱ、Ⅲ纸花不变色，说明水和二氧化碳都不能紫色石蕊变色。

Ⅳ纸花变红说明二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸具有酸性。

四组实验的对比说明了水和二氧化碳不使紫色石蕊变色，水和二氧化碳反应生成的酸使紫色石蕊变红，酸能使紫色石蕊变红。

Ⅳ纸花变红后加热，又变成了原来的紫色，说明碳酸不稳定，又分解了。

　　（3）CO2与石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀。

常利用此性质，来检验二氧化碳气体。

　　　　CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓＋H2O（清变浊）

　　【要点诠释】

　　1．二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧，但不是所有物质，有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧。

　　2．把CO2通入紫色石蕊试液时，会观察到紫色石蕊试液变成红色。

这里使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸，我们不能说成“二氧化碳可使紫色石蕊试液变红”，相关内容将在后面学习，盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊试液变红。

　　3．二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应两者在本质上是有差异的，前者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的化学性质，当然两者又有着密切的联系。

　　4．实验室久置的石灰水瓶内壁，会有一层白色物质，白色物质是CaCO3，因为石灰水与空气接触，吸收其中的CO2发生如下反应：

Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O。

因此，我们做完实验后，不能将盛石灰水的试剂瓶敞口放置；否则，石灰水会与二氧化碳反应而变质。

知识点二：

CO2对生活和环境的影响

1．CO2用途

（1）气体二氧化碳可用于灭火、制汽水、作气体肥料、化工产品的原料等。

（2）固态二氧化碳又叫干冰，可用作①制冷剂，②形成人工云雾（舞台上），③人工降雨。

2．二氧化碳对人体的影响

　　二氧化碳无毒，但在二氧化碳过多的地方，人们会感到窒息。

通常空气里含0.03％体积的二氧化碳，当含量达到1％的时候，对人体就有害处，达到4％～5％的时候，会使人感到气喘、头痛、眩晕，达到10％的时候，能使人不省人事，呼吸逐渐停止，以致死亡。

但对人体而言，二氧化碳并非废气，它起着调节人体血液酸碱度的作用。

所以要辩证的认识二氧化碳与人体的关系。

3．温室效应的形成、危害及对策

（1）温室效应形成的主要原因：

随着工农业生产的发展和人类生活水平的提高，煤、石油、天然气等化石燃料的需求不断增大，它们燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体；而由于一些天灾和乱砍滥伐，能吸收二氧化碳的大片森林和草原绿地却在不断消失，从而导致碳氧循环不平衡，致使大气中二氧化碳等温室气体增多，地球表面温度上升。

（2）温室效应的危害：

①气温上升，导致冰川融化，海平面上升，沿海城市会被淹没。

②地球表面的水分蒸发，使土地沙漠化。

农业减产，沙尘暴等。

　　（3）防治措施：

①减少煤、石油等含碳矿物燃料的使用，更多利用清洁能源如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等。

②大力植树造林，禁止乱砍滥伐，提倡种草种花增加绿化面积等。

　　【要点诠释】

　　1．我们应树立“一分为二”看问题的观点，如CO2对人类是既有利也有弊。

　　2．空气中CO2含量过高会引起“温室效应”，但不能说CO2是空气污染物，一般空气中CO2的体积分数大约在0.03%左右。

　　3．植物的光合作用在大气循环中起着重要作用，它是消耗二氧化碳的主要途径，对大气中氧气和二氧化碳含量保持不变及人类的生存、生活有着重大的影响。

　　　二氧化碳+水

　葡萄糖+氧气

　　4．大气中二氧化碳的产生途径有：

人和动植物的呼吸、矿物燃料的燃烧、动植物体腐烂等。

大气中二氧化碳的消耗途径有：

植物的光合作用、被海水呼吸。

　　5．二氧化碳不能供给呼吸，并不是说二氧化碳有毒。

当空气中的二氧化碳超过正常含量时，对人体会产生有害影响。

知识点三：

CO的性质和用途

1．CO的物理性质

（1）通常状况下，一氧化碳是一种无色无味的气体。

（2）标准状况下，一氧化碳的密度比空气略小（注：

不能用排空气法收集，因密度大小与空气的太接近）。

　　（3）一氧化碳难溶于水，可用排水法收集CO。

2．CO的化学性质

（1）可燃性：

CO燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色，反应为2CO+O2

2CO2。

（2）还原性：

CO在加热条件下，可使黑色的氧化铜变成红色的铜，同时生成使澄清石灰水变浑浊的气体CO2，反应为CO+CuO

Cu+CO2。

　　（3）毒性：

一氧化碳被吸入肺里，能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白，随血流遍布全身。

由于CO与血液中的血红蛋白的结合力要比氧与血红蛋白的结合力大300倍，故而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成机体急性缺氧。

因此一氧化碳有剧毒。

3．CO用途

（1）CO具有可燃性可作气体燃料。

（2）CO具有还原性，可用于冶金工业。

　　【要点诠释】

　　1．一氧化碳和二氧化碳同属氧化物，其组成元素相同，但因分子构成不同，性质差异很大。

　　2．一氧化碳的中毒程度，主要与空气中一氧化碳的体积分数及接触时间有关。

当体积分数为0.02％时，2～3h可出现症状；体积分数为0.08％时，2h可昏迷；如体积分数再高，则10min即可致死。

　　轻微中毒者，应立即撤离中毒环境，呼吸大量新鲜空气或吸氧。

病情严重者，进行人工呼吸并急送医院治疗。

　　3．有人说在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒，这种说法不正确。

因为一氧化碳难溶于水，也不与水发生化学反应。

[规律方法指导]

1．抓对比：

（1）二氧化碳和一氧化碳物理性质的比较

二氧化碳

一氧化碳

颜色、气味、状态

无色、几乎无味的气体

无色、无味的气体

密度（与空气比较）

比空气的大

略小于空气

溶解性

能溶于水

难溶于水

（2）二氧化碳和一氧化碳化学性质的比较

二氧化碳

一氧化碳

跟水反应

CO2+H2O==H2CO3

/

跟石灰水反应

CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O

/

跟氧气反应

/

2CO+O2

2CO2

跟金属氧化物反应

（暂不研究）

CO+CuO

Cu+CO2

毒性

无毒

剧毒

　　（3）一氧化碳和单质碳性质的比较

　　①相似点：

都具有可燃性和还原金属氧化物的特点。

燃烧时放出大量热，所以一氧化碳常作气体燃料。

在冶金工业上常用作还原剂来冶炼金属。

　　②不同点：

一氧化碳是气体，是化合物；碳是固体，是单质。

由于碳元素有可变化合价，所以碳在不同条件下燃烧的产物不同。

2．抓转化：

　　图7－6明确碳及碳的化合物之间的转化关系，如图17－3所示：

3．抓决定：

　　物质的性质决定物质的用途，物质的用途就是物质性质的科学利用。

例如：

物质的性质

用途

　CO2不支持燃烧，密度比空气的大

　“干冰”蒸发后，不使食物潮湿

　“干冰”使空气中的水蒸气凝结成水

　加压能使CO2在水中溶解度增大

　光合作用使CO2转化为碳水化合物

　CO可燃

　CO具有还原性

　灭火剂

　保存易腐食物

　人工降雨

　制汽水

　温室肥料

　气体燃料

　冶金工业作还原剂

[经典例题透析]

类型一、考查CO2的性质

1．小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内（如图17－4所示），袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”。

他们认为这种充气包装技术，主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。

那么，这是什么气体呢？

小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。

（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤：

　　　　________________________________________________________；

（2）小明的猜想如果正确，现象应是____________________________；

　　（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：

　　　　①_____________；②_____________；③_____________。

　　【思路点拨】本题从生活实际中遇到的问题出发，利用已学的CO2的化学性质，进行CO2的检验，以解决生活中的问题，体现了化学在生产生活中无处不在。

　　【解　析】本题考查了CO2的鉴别方法，用澄清的石灰水检验；而且还要求学生结合实际，对包装袋内的气体进行收集，进而巩固了气体的收集方法；最后还要考虑到食品包装相关的一些因素，总结出充气包装的气体应该符合的要求。

　　【答　案】

（1）用注射器抽取袋内气体通入到少量澄清的石灰水（或紫色石蕊试液）中，观察现象；

（2）澄清的石灰水变浑浊（或紫色石蕊试液变红色；）

　　（3）①无毒　②不与食物反应③廉价、易获得。

　　【总结升华】CO2的化学性质是近年新课标中考中考查的一个热点问题，而且经常结合生活实际中遇到的某个问题展开探究。

在今后的训练中，要注意怎样更好的将所学的化学知识应用到生活中，解决遇到的问题。

　　举一反三：

　　【变式1】石灰浆（主要成分是Ca（OH）2抹墙一段时间后会变硬变白，为什么？

要使白灰浆抹的墙迅速变硬，通常在室内生一盆炭火，为什么墙壁反而会“冒汗”呢？

　　【变式2】炎热的夏季，你一定想喝一杯冰水解暑。

某冷饮店出售一种特制的冰水，由服务员在水中加入一些雪状的物质，该物质一放入水中立即冒出大量气泡，很快就得到一杯清凉可口的冰水，饮用时有碳酸饮料的口感。

（1）请你判断雪状的物质是_____________；

（2）请你设计两个实验分别验证这种物质的成分。

（注意按序号填