【本讲教育信息】

一. 教学内容：

大自然中的二氧化碳

二. 考点清单

1. 二氧化碳的循环、温室效应对环境造成的影响。

2. CO₂的物理性质。

3. CO₂的化学性质，有关的实验现象和化学方程式。

4. 二氧化碳实验室制法的原理、装置、验证以及注意事项。

5. 会利用所学知识解释一些常见的现象。

三. 本讲重点：

二氧化碳与水、石灰水反应的原理。

四. 本讲难点：

CO₂的检验方法及反应的化学方程式。

五. 全面突破

知识点1：二氧化碳的循环

1. 二氧化碳的循环

2. 温室效应给地球带来的后果？

（1）“温室效应”加剧导致地球表面温度上升，因而地球两极的冰山和冰川开始融化，从而使海平面上升，最终可能会使沿海城市和农田被淹没。

（2）导致全球气候变暖,从而造成生态平衡的破坏。

（3）一些流行病发生和传播。

3. 怎样防止温室效应？

（1）控制矿物燃料的燃烧，合理开发、利用燃料，寻找新能源，如太阳能、生物能、地热等，以减少二氧化碳的排放。

（2）保护森林、植被，禁止乱砍滥伐，植树造林，利用森林来涵养水源，调节气温。

【典型例题】

例1. 二氧化碳占空气总体积的0.03%，正常情况下能维持这个含量基本不变是因为自然界存在二氧化碳的循环过程，这个循环过程不包括下列哪项（ ）

A. 发展和利用太阳能 B. 植物的呼吸作用

C. 人和动物的呼吸 D. 含碳燃料的燃烧

解析：二氧化碳的循环使二氧化碳在自然界中相对稳定，对生物的生命活动非常重要。同学们对循环中的每一个环节都要掌握。B. 植物的呼吸作用；C. 人和动物的呼吸；D. 含碳燃料的燃烧都符合题目要求。

答案：A

知识点2：二氧化碳的性质

1. 二氧化碳的物理性质

通常情况下，CO₂是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温时，能变成无色液体和固体（叫干冰）。

2. 二氧化碳的化学性质

（1）一般情况下，CO₂不燃烧，不支持燃烧，也不能供给呼吸。

（2）CO₂与水反应生成碳酸

CO₂+H₂O= H₂CO₃

碳酸不稳定，易分解

H₂CO₃= CO₂↑+H₂O

（3）CO₂与石灰水反应生成白色沉淀CaCO₃

Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

【典型例题】

例2. 某同学设计了如下一组实验。取四朵被石蕊试液染成紫色的干燥纸花，（石蕊遇酸会变成红色）分别按下图进行实验。回答下列问题：

（1）观察到纸花的颜色变化：I. 纸花变红；Ⅱ. ；Ⅲ. 纸花不变色；Ⅳ ；

（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明了 。

（3）该同学进行四组对比实验的目的是 。

解析：本题通过实验对比，探究使紫色石蕊试液变红的是碳酸而不是二氧化碳，实验Ⅰ、Ⅱ起到了对比的作用，可以观察到稀醋酸使紫色石蕊试液变红，而水不能使其变色，Ⅲ中说明二氧化碳不能使石蕊试液变红，IV说明二氧化碳与水反应生成的碳酸具有这一性质（使石蕊变红）。

答案：Ⅱ. 纸花不变红；Ⅳ. 纸花变红；

酸能使紫色石蕊试液变成红色，水却不能。

证明二氧化碳与水反应能生成碳酸，而碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。

例3. 小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕产生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内(如图)，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 。

解析：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。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的知识；最后还要考虑到食品充气包装的一些相关因素，总结出食品充气包装的气体所应符合的要求。

答案：（1）用注射器抽取袋内气体并将其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）（3）①无毒 ②不与食物反应 ③廉价、易获得。

知识点3：二氧化碳的实验室制法

1. 实验室中制取气体的设计思路如下：

（1）明确反应原理，了解在实验室里用什么药品，通过什么反应来制取所要得到的气体。

（2）根据反应物的状态，反应所需的条件和生成气体的性质来设计实验装置。

（3）通过什么实验可以验证制得的气体就是所要得到的气体。

2. 实验室制二氧化碳的原理

用石灰石跟稀盐酸反应：

注意事项：

（1）不用稀硫酸与石灰石制取二氧化碳

原因：CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在碳酸钙表面，阻止了碳酸钙继续与稀硫酸反应。反应一段时间后就停止了。

（2）不用纯净的碳酸钙粉末与稀盐酸起反应制取二氧化碳。

原因：反应瞬间完成，不易控制，不利于收集气体。

3. 实验装置

4. 收集方法：

主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用向上排空气法收集。

5. 验满的方法：

可根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

6. 鉴别方法

把生成的气体通入澄清的石灰水里，石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。

7. 工业上制取二氧化碳的方法

把石灰石粉碎，放在石灰窑里经过高温煅烧，制得生石灰，副产品是二氧化碳。

化学方程式为：CaCO₃CaO+CO₂↑

【典型例题】

例4. 下图是某同学设计的制取并收集二氧化碳的实验装置图，请指出图中的错误，并改正。

答案：

错误	改正
长颈漏斗没有液封；	长颈漏斗应插到液面以下；
导管伸入发生装置过长；	导管刚刚露出胶塞即可
错用了稀硫酸制取二氧化碳；	改用稀盐酸制取二氧化碳；
导管伸入集气瓶过短。	换一根相对较长的导管，并伸至集气瓶底部。

例5. 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（块状）与稀硫酸反应 ⑥石灰石（块状）与稀盐酸反应 ⑦碳酸钙粉末与浓盐酸反应 ⑧人和动物的呼吸作用，其中可用于实验室制CO₂的是（ ）

A. ④⑥ B. ⑤⑥ C. ⑥ D. 全部

解析：①②两类方法虽然能生成CO₂，但燃烧需在空气中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高且复杂，燃烧生成的气体也难收集，故在实验室里的操作性差；③④两类方法需在高温下进行，操作不便；⑤反应生成微溶于水的硫酸钙，其覆盖在石灰石的表面，会令反应逐渐停止；⑦反应剧烈，气体不易收集，并且浓盐酸易挥发出氯化氢气体，使CO₂气体不纯；⑧中CO₂气体不纯，含量低，气体不易收集。

答案：C

例6. 实验室里制取二氧化碳气体，有如下图所示的仪器可供选用

请你回答下列问题：

（1）制取二氧化碳气体所需的药品是 ；

（2）收集二氧化碳气体的方法是 ；

（3）制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是(填仪器的序号) ；

（4）检验二氧化碳气体是否收集满的方法是 ；

（5）制取二氧化碳的化学方程式是 。

解析：这是一道实验室制取二氧化碳的基础题，考查了学生组合装置的能力。根据实验室制取二氧化碳的原理、装置及验满方法，我们很容易得到答案。

答案：（1）石灰石（大理石）和稀盐酸；（2）向上排空气法；（3）ACDE；（4）将燃着的木条放在集气瓶口；（5）CaCO₃＋2HCl=CaCl₂＋H₂O ＋CO₂↑

知识点4：二氧化碳的用途

1. 可做灭火剂

2. 可做致冷剂，保存食品和人工降雨

3. 可做气体肥料，促进光合作用

4. 可做化工原料，制纯碱、汽水

六、本讲小结

1. 二氧化碳的循环，温室效应对环境造成的影响。

2. CO₂的物理性质和化学性质。

3. 二氧化碳实验室制法的原理、装置、验证以及注意事项。

七、应考锦囊

本讲知识重点考查温室效应对环境造成的影响，CO₂的物理性质和化学性质，二氧化碳实验室制法的原理、装置、验证以及注意事项。难点是运用所学知识解决生活中的一些实际问题。考试中的常见题型为选择题、填空题、简答题、实验题等。

八、超前思维（火与安全用火）

1. 常用的灭火器主要有： 、 、 和1211灭火器。

2. 干粉灭火器的使用方法？

3. 参加灭火的注意事项？

4. 当火灾发生时，应采取哪些措施进行自救？

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

一、选择题

1. 下列说法错误的是（ ）

A. 二氧化碳没有颜色 B. 二氧化碳不能燃烧

C. 二氧化碳难溶于水 D. 二氧化碳不支持燃烧

2. 存放石灰水的瓶子内壁会出现一层白膜，这层白膜是（ ）

A. 氧化钙 B. 氢氧化钙 C. 碳酸钙 D. 氯化钙

3. 二氧化碳能灭火的原因有（ ）

A. 它是气体 B. 密度比空气大

C. 既不燃烧也不支持燃烧 D. 能溶于水

4. 二氧化碳的用途，既与其物理性质有关，又与其化学性质有关的是（ ）

A. 灭火 B. 制干冰 C. 制纯碱 D. 制尿素

5. 下列过程不会增加空气中二氧化碳含量的是（ ）

A. 呼吸作用 B汽油燃烧 C. 化石燃料燃烧 D. 氢气燃烧

6. 下列叙述正确的是（ ）

A. 二氧化碳不能供给呼吸，有毒

B. 二氧化碳俗称干冰

C. 二氧化碳在空气中的体积分数是0.94%

D. 可用澄清石灰水来鉴定二氧化碳

7. 用盐酸作原料制取二氧化碳时，制得的气体中，常混有（ ）

A. 空气 B. 氮气 C. 水蒸气 D. 氯化氢

8. 实验室制取二氧化碳用不到的仪器是（ ）

A. 长颈漏斗 B. 锥形瓶 C. 酒精灯 D. 集气瓶

9. 用排空气法收集气体，该气体的密度（ ）

A. 一定比空气大 B. 一定比空气小

C. 可能大也可能小 D. 接近空气密度

10. 实验室用大理石制取二氧化碳不能使用硫酸是因为（ ）

A. 这两种物质不能反应 B. 反应太快

C. 制得的气体杂质太多 D. 产物阻碍反应进行

二、填空题

11. 二氧化碳是一种_______颜色的气体；相同条件下，密度比空气_______。通常把固体二氧化碳叫做__________。它______溶于水。

12. 由于二氧化碳溶于水生成碳酸，通常不采用________法收集，又因为二氧化碳密度比空气大，而采用___________法收集。

13. 洗去装石灰水的试剂瓶瓶壁上的白色固体，应用__________。

14. 用文字表达式回答：

（1）向紫色石蕊试液中通入二氧化碳，溶液变红。_________________________________

（2）加热（1）中的溶液，溶液又由红色变为紫色。________________________________

（3）向澄清石灰水中通入二氧化碳，溶液变浑浊。_________________________________

三、简答题

15. 如图，点燃两支蜡烛。沿烧杯壁向烧杯内倾倒二氧化碳。

（1）观察到的现象为_______________________________。

（2）根据实验现象，可得出二氧化碳的两条性质：

①__________________________________________;

②__________________________________________。

16. 各举一例分解反应和化合反应。

分解反应：________________________________________；

化合反应：________________________________________。

17. 在实验室通常用①带火星的木条、②燃着的木条、③澄清石灰水、④紫色石蕊试液等实验用品来区别不同的气体。请选择合适的实验用品，区别下列三组气体。

（1）氧气和氮气_______；

（2）氮气和二氧化碳_______；

（3）氧气和二氧化碳_______。

四、实验题

18. 根据下图所示仪器回答问题：

（1）实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气，氨气是密度比空气小，极易溶于水的气体，制取氨气时，应选用装置中的_________和_________；

（2）实验室可用二氧化锰固体和浓盐酸的混合物共热来制取氯气。可选用的气体发生装置是______；

（3）硫化氢是一种有毒的气体，其密度比空气大，能溶于水。实验室常用硫化亚铁和稀硫酸在常温下反应来制取硫化氢气体。可选用_______作气体发生装置，收集装置是D，气体由______进入集气瓶。

【试题答案】

一、选择题

1. C 2. C 3. BC 4. A 5. D

6. D 7. CD 8. C 9. C 10. D

二、填空题

11. 没有 大 干冰 能

12. 排水 向上排空气

13. 稀盐酸

14. （1）二氧化碳+水→碳酸

（2）碳酸二氧化碳+水

（3）二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水

三、简答题

15. （1）下层蜡烛先熄灭；（2）①二氧化碳的密度比空气大；②二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧。

16. 分解反应：过氧化氢水＋氧气

化合反应：碳＋氧气二氧化碳

17. （1）①或②（2）③或④（3）①或②或③或④

四、实验题

18. （１）A、F　（2）C　（3）B、a