第四節大自然中的二氧化碳知識梳理1?二氧化碳的循環以及對生活和環境的影響二氧化碳的生成和消耗：人和動植物的呼吸、化石燃料的燃燒都產生二氧化碳。而自然界消耗二氧化碳主要依靠綠色植物的 以及水和礦物質對二氧化碳的溶解。大氣中二氧化碳增多的原因及危害：人口增多、大量使用化石燃料、大量森林遭到破壞，導致大氣中二氧化碳含量不斷上升，引起了 。控制溫室效應的措施：減少化石燃料的使用；開發新能源或清潔能源；大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐等。答案：(1)光合作用(2)溫室效應2.二氧化碳的實驗室制法實驗室制取氣體的思路和方法：首先要研究氣體實驗室制取的化學反應原理，即選擇合適的反應物和反應條件(如常溫、加熱、加催化劑等)，還要選擇合適的實驗裝置，并需研究如何驗證制得的氣體就是所要制的氣體。實驗室制取二氧化碳的反應原理為： 。⑶常用的實驗室制取CO2的裝置如圖4-13：圖4-13CO2的收集：CO2密度比空氣大、能溶于水且與水反應生成碳酸，一般只用向上排空氣法收集CO2氣體。收集氣體時，導氣管應伸入集氣瓶底部以排盡集氣瓶中的空氣，使收集到的氣體純度較高。CO2氣體的驗證檢驗方法：將生成的無色、無味的氣體通入到澄清的石灰水中，若澄清的石灰水變渾濁，則該氣體為CO2。反應的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2====CaCO3I+H2O。驗滿的方法：將一根燃著的木條放在集氣瓶口(不要伸入瓶內)，如果木條立即熄滅，則co2氣體已集滿。實驗室制取二氧化碳的操作步驟一般步驟為：①按要求連接好儀器②檢查裝置的氣密性③向反應器中裝入大理石④向長頸漏斗中注入稀鹽酸⑤收集氣體⑥驗滿答案：(2)CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2f3.CO2的性質⑴物理性質： 。⑵化學性質：b.與水反應：b.與水反應：CO2+H2O====H2CO3與石灰水反應:CO2+Ca(OH)2====CaCO3I+H2O4.CO2的用途制作 、作溫室氣體肥料、滅火、 等。答案：(1)無色、無味、密度比空氣大、能溶于水的氣體(2)不支持燃燒碳酸飲料干冰作制冷劑疑難突破1?實驗室能夠產生二氧化碳的途徑有多種，如：碳的燃燒、木炭還原氧化銅、一氧化碳還原氧化銅、高溫分解石灰石、含碳化合物的燃燒、碳酸鈉與稀鹽酸的反應以及大理石與稀硫酸的反應等等，為什么單單選用大理石(或石灰石)與稀鹽酸的反應呢？剖析：碳的燃燒，木炭還原氧化銅，一氧化碳還原氧化銅，高溫分解石灰石制二氧化碳成本高、操作麻煩、純度低，不適宜于實驗室制取二氧化碳。而碳酸鈉與稀鹽酸的反應速率太快，不易收集。大理石■(或石灰石)是塊狀固體，碳酸鈣與稀硫酸反應生成的硫酸鈣，不易溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面，阻隔了硫酸與碳酸鈣的接觸，所以反應很快停止了。選用大理石(或石灰石)與稀鹽酸的反應制取二氧化碳的理由是：石灰石(或大理市)與稀鹽酸反應不需加熱，而且反應速度適中，易于收集。2?在某些題目中會出現：剛剛制出的二氧化碳氣體用導氣管通入到澄清的石灰水中，未觀察到渾濁現象。請思考其原因可能有哪些？剖析：答案不固定，符合要求即可。未觀察到渾濁現象的原因很多，可從裝置的選擇、裝置的氣密性、酸的濃度、石灰水的有效性等方面作答。問題探究問題1將CO2氣體通入紫色石蕊試液，紫色石蕊試液會變成紅色。設計實驗探究是什么使紫色石蕊試液變紅的。探究：實驗一：向干燥的紫色石蕊試紙上面灑水。實驗二：將干燥的紫色石蕊試紙放入盛有CO2氣體的集氣瓶。實驗三：先向干燥的紫色石蕊試紙上面灑水，然后再將濕潤的紫色石蕊試紙放入盛有CO2氣體的集氣瓶。現象：實驗一、實驗二中的紫色石蕊試紙未變紅，實驗三中的紫色石蕊試紙變紅了，說明紫色石蕊試液變紅是CO2氣體和水共同作用的結果，實質上是：CO2+H2O====H2cO3是H2CO3使紫色石蕊試液變紅的。問題2你們能總結出實驗室制取氣體的制備裝置取決于什么？探究：①取決于反應物的狀態；②反應條件。反應物的狀態不同選用裝置不同，如制H2，是固體與液體反應，要選用帶有分液漏斗的裝置，而制02是直接用固體加熱，要選用大試管、酒精燈等加熱裝置。典題精講例1如圖4-14所示，水槽內盛有少量新制的澄清石灰水，點燃階梯上的蠟燭，用玻璃鐘罩將其扣在水糟內。圖4-14實驗觀察到的現象有：TOC\o"1-5"\h\z ，原因是 ； ，原因是 ； ，原因是 。小明用上述實驗來測定空氣中02的體積含量，結果發現與理論數據有偏差，其原因可能是 。(裝置的氣密性好)思路解析兩枝蠟燭都熄滅是毫無疑問的，哪一枝蠟燭先熄滅？蠟燭在很小的空間內燃燒，放出的熱量使生成的co2分子的間隔變大，從而使CO2的密度變小，大部分CO2就集中在鐘罩的上部。隨著燃燒的進行，鐘罩上部的co2越來越多，由于CO2不能支持燃燒，高處蠟燭會先熄滅，低處蠟燭也相繼熄滅。蠟燭燃燒生成的CO2被澄清的石灰水吸收，石灰水變渾濁；CO2被吸收后，鐘罩內壓強要減小，鐘罩內水面上升。鐘罩內的液面為什么不能上升約1/5體積呢?應圍繞蠟燭燃燒和石灰水吸收CO2這兩個反應去考慮：鐘罩內的02是否消耗完了，生成的CO2是否全部被吸收了？由于CO2不能支持燃燒，當鐘罩內CO2濃度過高，在02沒有消耗完之前，蠟燭熄滅是很有可能的；如果搖動鐘罩，CO2可能會被全部吸收，而實驗中并沒有搖動的操作，因此生成的CO2沒有被全部吸收也是很有可能的。答案：(1)①高處蠟燭先熄滅，低處蠟燭后熄滅產生的熱量使CO2的密度變小而上升，集中在鐘罩的上部澄清的石灰水變渾濁CO2+Ca(OH)2====CaCO3I+氣0鐘罩內液面上升石灰水吸收CO2后，鐘罩內壓強減小(2)鐘罩內02沒有消耗完或生成的CO2沒有被石灰水全部吸收等例2(經典回放)(1)實驗室制取大量CO2氣體，是否能用稀硫酸和大理石為原料？ (填“是”或“否”)為什么？ 0(2)圖4-15是實驗室制備CO2的裝置圖。該裝置的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接觸，發生反應；關閉彈簧夾后,鹽酸被反應產生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應。

圖4-15用該裝置制備CO2可起到節約藥品和取用方便的效果。圖4-17裝置中哪些可以起到與圖4-15裝置相同的效果? （填寫編號）。圖4-17思路解析（1）實驗室制取CO2氣體常用稀鹽酸跟大理石（或石灰石）反應，其反應原理是鹽酸中的HC1跟石灰石中的CaCO3反應，生成能溶于水的CaCl2、H2O和CO2氣體。由于生成的CaCl2能不斷溶解在鹽酸溶液中，生成的CO2氣體不斷揮發，所以反應能持續不斷地平穩進行。若用稀硫酸跟大理石反應時，其反應原理為：H2SO4+CaCO3====CaSO4+H2O+CO2f。由于生成的CaSO4微溶于水，就會使大理石表面被生成的CaSO4包裹，造成CaCO3不能再跟H2SO4接觸，使反應逐漸停止。（2）正確解答第（2）問的關鍵是認真審題，弄清各實驗裝置的反應原理。裝置圖中的多孔塑料片本身不與鹽酸反應，但它能使大理石跟稀鹽酸之間實現接觸或隔開的轉換，進而實現反應進行或停止的控制。A中的大理石跟鹽酸間沒有隔離裝置，不能控制反應。B中的鹽酸可通過球形干燥管的下端細孔進入到管內球中，使鹽酸跟大理石反應產生氣體，關閉導氣管時，管內生成的氣體又可以把鹽酸壓到管外，而大理石留在管內，使反應停止。C是錯誤裝置，D中的玻璃珠與鹽酸不反應，但玻璃珠之間有間隔，鹽酸可自由透過，能實現反應自由控制。答案：（1）否因為大理石與稀硫酸反應生成微溶的CaSO4覆蓋在大理石表面，阻止了硫酸與大理石的進一步反應（2）BD例3由氣體A開始，可發生如下四個變化：A一通過灼熱的碳>B一通過灼熱的碳>C一通過灼熱的CuO>B一通過Ca（OH0_溶^__》D判斷A、B、C、D各是什么物質？思路解析首先分析A氣體與灼熱的碳反應生成B，B可以是CO或CO2，接著B又與灼熱的碳反應。確定B只能是CO2，因為CO不與灼熱的碳反應，所以推斷出A是氧氣，B是二氧化碳，C是一氧化碳，D是碳酸鈣。答案：A.氧氣B.二氧化碳C.一氧化碳D.碳酸鈣知識導學利用二氧化碳在自然界中的存在與循環，解釋二氧化碳的生態平衡問題、環境保護以及許多工農業生產的有關問題（比如：溫室效應、大棚蔬菜的增產等）；運用二氧化碳的性質，還可針對控制二氧化碳的排放及吸收的研究，來增強關心人類重大問題的社會責任感。（1） 對學習實驗室制取氣體的思路和方法的要點提示：選擇反應時，要考慮原料易得，反應條件要求不高，操作簡便安全，反應速率適中，生成的氣體不易混入其他氣體，便于收集。實驗室制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分。選擇氣體發生裝置要根據反應物的狀態和反應條件；選擇氣體的收集裝置應考慮氣體的密度和氣體的溶解性及氣體是否與水反應。驗證氣體時，實驗現象要明顯。（2） 對選擇實驗室制取二氧化碳的藥品的要點提示：反應中所選的藥品在反應時反應速率適中，大理石（或石灰石）價格較低。一般不用其他藥品代替的理由：不用純CaCO3或Na2CO3等代替大理石，是因為它們與鹽酸反應速率太快，不便于控制；不用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發出HC1氣體使CO2不純；③不能用H2SO4代替鹽酸，是因為H2SO4與CaCO3反應生成微溶的CaSO4會覆蓋在大理石的表面，阻止了反應的繼續進行。對實驗室制取CO2的裝置選擇的要點提示：一般情況下，若所需反應物的量較大，常用廣口瓶、平底燒瓶、錐形瓶等儀器代替大試管做反應器。為防止生成的氣體從長頸漏斗口逸出，其下端管口必須浸沒在液面以下；反應器中導氣管稍露出膠塞即可。CO2的收集方法應從它的溶解性和密度上考慮。CO2氣體的檢驗方法從它的特性上考慮：它能使澄清的石灰水變渾濁。它既不能燃燒，也不支持燃燒，能使燃著的火柴熄滅。⑹實驗室制取二氧化碳的操作步驟可簡單記憶為：“連一檢一裝一注一集一驗。”CO2的性質是本節的重點。很多題目要求會設計實驗證明它的性質。物質的性質決定物質的用途，用途同樣能反映出物質的性質。性質和用途的一一對應，也是本節的一個重點。疑難導析要強調實驗室制取氣體選擇藥品的原則一般遵循：①藥品來源廣、價廉；②條件：裝置、操作簡單；③產氣速率適中、純度高；④安全，副產物污染小或零污染。然后要說明碳的燃燒，木炭還原氧化銅，一氧化碳還原氧化銅，高溫分解石灰石制二氧化碳不符合原則①②③；碳酸鈉與稀鹽酸的反應不符合原則②；碳酸鈣與稀硫酸反應不能進行。分析清楚產生二氧化碳的各種途徑：碳的燃燒、木炭還原氧化銅、一氧化碳還原氧化銅、高溫分解石灰石、含碳化合物的燃燒、碳酸鈉與稀鹽酸的反應，以及大理石與稀硫酸的反應等等，是否符合實驗室制取氣體的原則即可。原因從這樣幾個方面去考慮：制出的二氧化碳氣體是否有問題；澄清的石灰水是否有問題；制取二氧化碳所選裝置是否有問題，裝置是否漏氣；酸的濃度是否過大。問題導思根據題目提供的信息我們的思路應該是：(1)分析CO2氣體通入紫色石蕊試液后，溶液中有哪些物質。設計實驗探究是哪一種物質使紫色石蕊試液變色的。實驗設計的方向是：運用控制變量的手段，分別給紫色石蕊、CO2氣體這一個變量，看紫色石蕊是否變紅；水這一個變量，看紫色石蕊是否變紅；CO2氣體和水這兩個變量，看紫色石蕊是否變紅。根據實驗現象分析，到底是什么使紫色石蕊試液變紅的。根據反應物的狀態，選擇適合的裝置。如果反應需要加熱，則應該選擇適合加熱的裝置，否則則不用考慮裝置是否需要加熱。關鍵是明確反應原理，弄清反應物的狀態，據反應條件選用制備裝置。典題導考綠色通道密閉容器內壓強的大小與氣體的多少有直接關系：氣體減少，所產生的壓強也會減少。典題變式某化學興趣小組設計圖4-16裝置進行實驗探究，經檢驗該裝置氣密性良好。用膠頭滴管滴入稀鹽酸，此時裝置A的試管中可觀察到的現象是： ;同時裝置B右端可觀察到管內紅墨水液面最終升至M處。鹽酸鹽酸圖4-16若用同一裝置，只將塊狀碳酸鈣改用同質量的粉末狀碳酸鈣，滴入相同溶質質量分數相同體積的稀鹽酸，重復上次實驗，發現裝置B右端的紅墨水液面比上次更快地上升，并停留在M處。TOC\o"1-5"\h\z請寫出裝置A試管中反應的化學方程式： 。根據裝置B的實驗現象，你可從中得到的結論是(至少寫兩條)：① ；② 。

答案：固體溶解，氣泡產生CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2f①同質量的粉末狀和塊狀碳酸鈣與同溶質質量分數同體積鹽酸反應產生的氣體量一樣多②鹽酸與粉末狀碳酸鈣反應比與塊狀碳酸鈣反應速率大(再如：鹽酸的濃度越大，反應速率就越大等其他合理答案均可)綠色通道初中化學有關氣體的實驗室制法的題目：選擇氣體發生原料時，要考慮反應物的狀態和反應條件。如固、液反應不需加熱的，都可選用制取co2氣體的裝置。同時考慮生成物的狀態如溶解性等對反應的影響。典題變式(2010新疆中考)下面是實驗室發生和收集氧氣、氫氣和二氧化碳等氣體的儀器裝置圖(圖中A—G是儀器裝置代號)：CD E FCD E F圖4-18將裝置A和E(或G)連接，可用于制取 ，將裝置B和G(或F)連接，可用于制取 ，將裝置B和E連接，可用于制取 。實驗室常用加熱氯化銨和氫氧化鈣的固體混合物來制氨氣(N鈦)。氨氣是密度比空氣小、極易溶于水的氣體。制取氨氣時，應選用上述裝置中的 和 (填編號)。實驗室可用MnO2固體和濃鹽酸的混合物共熱制得氯氣。可選用的氣體發生裝置 。硫化氫是一種有毒氣體，其密度比空氣大，能溶于水。實驗室常用塊狀固