课题3二氧化碳和一氧化碳.docx

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课题3二氧化碳和一氧化碳

课题3二氧化碳和一氧化碳

双基导学

一．二氧化碳的性质和用途

1．物理性质

无色气体，密度比空气大（ρ=1.977g/L），能溶于水。

（干冰—固态CO2）。

2．二氧化碳的化学性质

（1）CO2不能燃烧，也不能支持燃烧

（2）CO2不供给呼吸

（3）二氧化碳能与水反应，生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试剂变红。

CO2+H2O=H2CO3

加热后，溶液又重新恢复成紫色。

H2CO3=H2O+CO2↑

（4）CO2能使澄清的石灰水变浑浊

反应的化学方程式为：

CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O

3．用途

（1）灭火------泡沫灭火剂、作致冷剂（干冰用作人工降雨）、

（2）气体肥料（光合作用）、化工产品的原料、食品的保护气-----填充气。

4．其它

（1）防止大气中的二氧化碳含量增多的途径

开发新能源、减少化石燃料的燃烧量、保护绿色植物、植树造林。

（2）温室效应

二．一氧化碳的性质和用途

1．物理性质

无色、无味的气体、密度比空气略小、难溶于水。

2．化学性质

（1）可燃性

一氧化碳在氧气中燃烧

现象：

发出蓝色火焰，放热，生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体。

化学方程式：

特别指出：

和其他可燃气体一样，点燃CO之前必须先验纯。

若CO不纯，点燃时可能发生爆炸，因CO的爆炸极限是12.5%～74%。

（2）毒性

一氧化碳有毒：

一氧化碳气体之所以有毒性，是因为它极易与血红蛋白结合（能力是氧气的300倍），从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体内缺氧，产生头痛、昏迷，严重时发生死亡。

（3）还原性

一氧化碳还原氧化铜等金属氧化物,现以氧化铜为例：

现象：

黑色粉末逐渐变成红色，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

一氧化碳还原氧化铜反应方程式：

CO+CuO

Cu+CO2

实验步骤：

通：

实验前，先通一会儿CO气体，目的是赶净试管内的空气，防止爆炸。

点：

点燃酒精灯加热；

撤：

实验完毕后，先撤走酒精灯停止加热；

停：

待试管冷却后，停止通一氧化碳。

其操作步骤可概括为：

一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退。

例题解析

【例1】

如图所示，将集气瓶中的二氧化碳往烧杯中倾倒时，梯形白铁皮架上的两支点燃的短蜡烛由下至上先后熄灭，试根据此实验现象总结出有关二氧化碳性质的结论：

①___________________________________________________；

②___________________________________________________。

【点拨】二氧化碳灭火既和二氧化碳不可燃、不助燃的化学性质有关，又与二氧化碳的密度比空气大的物理性质有关。

【解答】①二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧②二氧化碳的密度大于空气

【反思】本题不仅说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的化学性质又说明二氧化碳的密度大于空气密度的物理性质，前者往往不易被忽略，后者常常会被忽略。

导致出现错误的结论。

【例2】甲、乙、丙、丁是四种含碳元素的物质，它们之间能发生下列变化：

【点拨】解此题的突破口是

（2），因为甲、乙、丙均为含碳物质，可想到碳在高温下可以还原二氧化碳，由此确定丙是CO，再由（4）得出乙是CO2，由

（1）知甲为C，然后，确定丁为CaCO3，最后将所得结论代入原题，验证结论是否正确

【解答】甲：

C；乙:

CO2；丙：

CO；丁：

CaCO3

【反思】此题是考查碳单质和化合物的化学性质以及相互转化关系，该题的突破口是：

碳还原二氧化碳的化学反应，在学习过程中，同学们往往会遗忘这个反应，但这个反应却又是许多类似题的突破口，应该引起重视。

【例3】某班化学课外活动小组的同学设计了一套能验证一氧化碳性质并带有趣味性的实验，效果明显。

实验装置如下图所示：

当打开开关a（同时在尖嘴处放一火源），通入适量的一氧化碳后，关闭开关a和b，并撤掉火源约10～15min后，可观察到A中鱼仍然活着，B中蛙死亡，然后打开开关b，同时再在尖嘴导管处点燃。

试回答：

（1）A中结果说明_____________________________________________；

（2）B中结果说明_____________________________________________；

（3）在尖嘴导管处点燃的目的是_________________________________。

【点拨】CO进入A中，小鱼仍然活着，说明CO难溶于水，否则，小鱼不会存活；B中小青蛙死亡，说明CO有毒性，如果剩余的一氧化碳散逸到空气中，会对大气造成污染，所以要在b处放一个尖嘴，并点燃剩余气体，使CO转化成CO2，防止大气污染。

【解答】

（1）CO难溶于水；

（2）CO有毒性；（3）将剩余的CO转化成CO2，防止污染大气。

【反思】在实验过程中只要遇到对空气具有污染性的气体，就必须对尾气进行回收（如本题在尖嘴出点燃）。

【例4】现有A和B组成的黑色混合物，按以下图示进行实验：

【点拨】我们学过的在高温下使Fe2O3还原为Fe的气体可能是CO或H2，已知A和B组成的是黑色混合物，且第一步高温后，得到的产物是红色物质D和气体C，，所以E是CO，不是H2。

【解答】A是C；B是CuO；C是CO2；D是Cu；E是CO

【反思】推理题的解题思路是:

以典型的实验现象为突破口，利用倒推和正推相结合，综合分析后找出答案，将答案代入题中进行验证，最后得出结论。

【例5】实验室用一氧化碳还原氧化铜的装置如图所示，试回答下列问题：

（1）在加热氧化铜前需先通入一会儿CO，这是为________________________________。

（2）在A处观察到的现象是________________________________，反应的化学方程式是________________________，在B处观察到的现象是_________________________，说明在A处有____________气体生成。

（3）在C处观察到的现象是__________________________，点燃尾气的目的__________。

尾气处理方法还有______________。

（4）实验结束时先撤去酒精灯a，继续通入CO直到试管冷却，其目的是____________。

【点拨】一氧化碳有可燃性，点燃不纯的一氧化碳也可能发生爆炸，因此，一氧化碳还原氧化铜应该是“一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退”

【解答】

（1）赶净试管内的空气

（2）黑色氧化铜粉末变红，

澄清的石灰水变浑浊；二氧化碳；

（3）管口有蓝色火焰；除去未反应的CO，防止其污染空气，用干瘪气球收集尾气。

（4）防止还原出来的铜再次被氧化。

【反思】要牢记一氧化碳还原氧化铜的步骤，即“一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退”

【例6】某校化学课外小组在参观一炼铁厂时，搜

集到以下信息：

铁矿石按其含铁量高低可分为富矿（含铁量高于50%）和贫矿（含铁量在50%以下）。

为了判断该炼铁厂使用的赤铁矿（主要成分为Fe2O3）是富矿还是贫矿，他们取5g样品研碎后，按右图的装置进行实验，得到6g碳酸钙沉淀。

请你通过计算判断该厂使用的赤铁矿的贫富。

【点拨】首先已知碳酸钙的质量根据化学方程式求出二氧化碳的质量，再根据二氧化碳的质量求出纯铁的质量，从而进一步求出铁的质量分数，如果Fe%大于50%，则该铁矿石为富矿，若Fe%小于50%为贫矿。

【解答】设生成6g碳酸钙需要二氧化碳的质量为x。

Ca（OH）2+CO2==CaCO3↓+H2O

44100

x6g

44：

x=100：

6gx=2.64g

设还原赤铁矿样品时，生成2.64g二氧化碳的同时，生成铁的质量为y。

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

2×563×44

y2.64g

（2×56）:

（3×44）=y:

2.64g

y=2.24g

样品中铁元素的质量分数：

2.24g/5g×100%=44.8%

因为铁元素的质量分数小于50%，因此是贫铁矿。

答：

该炼铁厂使用的赤铁矿中含铁44.8%，是贫铁矿。

【反思】根据化学方程式的运算，一定要找准已知量和未知量，再通过列比例式最后求解。

拓展训练

一。

选择题（下列各题只有1个正确答案）

1．下列变化不属于化学变化的是（）

A.绿色植物进行光合作用

B．木炭和活性炭的吸附作用

C.二氧化碳通入紫色石蕊试剂，试剂变红

D．盛石灰水的试剂瓶在空气中放置一段时间后变浑浊

2．下列关于二氧化碳的叙述错误的是（）

A．环境监测中心在公布城市空气质量状况时不包括该气体

B．是造成全球气候变暖的主要气体

C．在蔬菜大棚中，适量补充其含量有利于农作物的生长

D．有一定的毒性，会使人中毒甚至死亡

3．下列操作中只发生物理变化的是（）

A．将二氧化碳通入水中B．将二氧化碳通入澄清石灰水中

C．将二氧化碳倾倒入盛有燃着蜡烛的烧杯中D．将二氧化碳加压降温压缩成干冰

4．下列关于二氧化碳的用途中，既跟它的物理性质有关，也跟它的化学性质有关的是（）

A.人工降雨B．植物的光合作用C.灭火D．用作化工原料

5．二氧化碳占空气总体积的0.03％，自然界中二氧化碳的循环如右图所示，在A处不参与该循环的是（）

A．植物的呼吸作用B．含碳燃料的燃烧

C．发展利用氢燃料D．人和动物的呼吸

6．有关二氧化碳的说法中错误的是（）

A．二氧化碳在高压、低温下能变成“干冰”

B．密度大于空气的气体一定是二氧化碳

C．二氧化碳是呼吸作用的产物，也是光合作用的原料

D．二氧化碳是一种化学性质比较活泼的气体

7．实验室用双氧水催化分解制氧气和用大理石与盐酸反应制二氧化碳相比较，下列说法中不正确的是（）

A．反应都不需要加热B．反应原理都是分解反应

C．前者用排水法收集后者只能用排空气法收集D．所用药品的状态完全相同

8．下列反应中既是氧化反应，又是化合反应的是（）

A．炭在氧气中燃烧生成二氧化碳B．二氧化碳与水反应

C．加热碳酸产生二氧化碳D．“干冰”气化成二氧化碳气体

9．大气中CO2含量的增大，易使地球变暖，海平面上升，陆地面积减少，产生“温室效应”。

为了减少大气中CO2的含量，下列措施不可行的是（）

A．开展植树造林，增加地球表面绿化面积

B．改变能源结构，发展太阳能、核能、水能以代替矿物燃料

C．用石灰水吸收空气中的CO2

D．发展节能型交通工具

10．除去混合在一氧化碳气体中的少量的二氧化碳气体的方法是（）

A．在空气中点燃B.使混合气体通入灼热的氧化铜

C.使混合气体通入澄清的石灰水D.将混合气体通入足量的水

11．下列关于CO的叙述错误的是（）

A．CO能跟血液中的血红蛋白结合，能使人中毒

B．含碳的燃料在燃烧过程中，可能产生CO

C．CO可夺取氧化铜中的氧，故CO有氧化性

D．CO可作为一种气体燃料

12．在化学反应中，CO是（）

A.是还原剂，被还原B.发生还原反应，被氧化

C.是还原剂，被氧化D.发生氧化反应，被还原

13．要使CO2和CO含有相同质量的氧元素，则CO2和CO的质量比应为（）

A．11∶14B．1∶2C．2∶1D．11∶7

14．N2、CO和CO2依次通过石灰水，灼热的氧化铜（假设反应完全），最后所得气体中含有（）

A．N2和H2OB．N2C．N2和CO2D．N2和H2

15．某气体可能由一种或多种初中化学中常见的气体所组成，经测定其中只含有碳、氧两种元素，碳、氧元素质量比为1：

2，则关于该气体的说法正确的是（）

A.一定是纯净物B.一定由一氧化碳和二氧化碳组成的混合物

C.该气体的组成成分中最多有三种D.该气体的组成成分中最多有四种

二．填空题

16．有A、B、C、D、E、F六种物质。

常温下A为固体，B为液体，其余四种为气体，它们之间有如下的转化关系：

（1）A+D→E

（2）C+D→E（3）E+A→C（4）B

D↑+F↑

根据以上转化关系，推断下列物质的化学式：

A__________B__________C_________D__________E__________F___________。

17．树叶叶片不仅可以吸收一些有害气体，还可以利用光能把二氧化碳转化为淀粉和氧气，起到改善环境的作用。

通常晴天时，每天每平方米叶片可吸收5g二氧化碳来进行光合作用，则：

（1）淀粉中一定含有_____________元素，可能含有______________元素；

（2）某公园中叶片面积约为100万平方米，在一个月（按20个晴天计）内可以吸收二氧化碳气体；

（3）空气中二氧化碳含量增加会引起“温室效应”，导致地球气候变暖，①空气中二氧化碳的主要来源是，②为了防止温室效应的产生可以采取的措施是。

三．简答题

18．写出下列反应的化学方程式

（1）有CO2生成的化合反应_____________________________________________

（2）有CO2生成的置换反应_____________________________________________

（3）有CO2生成的分解反应_____________________________________________

（4）有CO2参加的化合反应（各元素均无化合价反应）__________________________________

（5）有CO2参加的化合反应（有化合价改变的）_______________________________________

（6）盛有澄清石灰水的试剂瓶常有一层白色物质，要洗净该物质应用_____________。

写出有关的化学方程式________________________________________________________。

四．实验题

19．如图所示，A瓶盛有澄清的石灰水，B瓶盛有紫色石蕊试液，C杯有高低不同的燃着的蜡烛。

回答下列问题：

（1）A处能观察到的现象：

_____________________________________，

B处能出现的现象：

_____________________________________。

（2）C处玻璃仪器的名称___________，

现象____________________________________。

（3）由此总结二氧化碳的化学性质有：

①______________________________________；

②________________________________________；

③_______________________________________。

物理性质有：

______________________________________________________________。

20.为了探究二氧化碳能否与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了探究实验的方案。

A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。

B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化（紫色石蕊试液遇酸变红色）。

请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价：

（1）哪个同学的方案合理_______________________________________。

（2）该方案合理的理由是。

21．为了检验二氧化碳中混有一氧化碳，应将其先后依次通入下列足量的试剂：

A_______________；B__________________；C___________________

A、B、C、D各处的实验现象及作用分别为：

A处现象为_______________________________；A的作用为__________________________。

B处现象为_______________________________；B的作用为__________________________。

C处现象为_______________________________；C的作用为__________________________。

D处现象为_______________________________；D的作用为__________________________。

五．计算题

22．100g大理石与足量的稀盐酸充分反应（大理石中的杂质不参加反应也不溶于水），生成5.6L二氧化碳，（标准状况下44g二氧化碳的体积为22.4L），求大理石中碳酸钙的质量分数是多少？