課題3二氧化碳和一氧化碳一、學習目標：根據“課程標準”的要求，在這一課題中，要求認識二氧化碳的主要性質、用途和二氧化碳在自然界的循環，以及CO的化學性質。具體來說：（1）從植物的光合作用、氣體肥料的應用考查CO2在自然界中的存在與循環。（2）通過“溫室效應”考查環境問題，提出合理化建議。（3）通過實驗探究題考查CO2和H2O的反應。（4）通過實驗探究題考查CO2與Ca(OH)2(或NaOH)的反應。（5）能進行氣體的轉化、推斷、分離和鑒別。（6）實驗設計考查CO還原金屬氧化物。二、學習要點1、性質差異：COCO2密度比空氣略小，標準狀況下L比空氣略大，標準狀況下L溶解性難溶于水通常能與水按體積比1：1溶解毒性有劇毒，能與血紅蛋白結合，危及生命安全無毒，但不能供給呼吸，使人窒息與水反應不反應，不能使紫色石蕊試液變紅反應，能使紫色石蕊試液變紅CO2＋H2O＝H2CO3與Ca(OH)2反應2CO＋O22CO＋O2＝2CO2點燃反應，能使澄清石灰水變渾濁可燃性具有可燃性CO2CO2＋C＝2CO高溫氧化性CO＋CuO＝Cu＋CO2CO＋CuO＝Cu＋CO2△具有氧化性還原性具有還原性沒有還原性2、CO和CO2的區別澄清石灰水法：將兩種氣體分別通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水變渾濁的是CO2，不能變渾濁的是CO。石蕊試液法：將兩種氣體分別通入紫色石蕊試液中，能使紫色石蕊試液變紅的是CO2，不能使紫色石蕊試液變紅的使CO。點燃法：用燃著的火柴去點燃兩種氣體，該氣體能被點燃的是CO，不能被點燃的是CO2。氧化銅法：將兩種氣體分別通過灼熱的氧化銅，能使黑色氧化銅變紅色的是CO，不能使黑色氧化銅變紅色的是CO2。3、雜質的互除1、除去CO中的CO2：通常將混合氣體通入足量澄清石灰水中，CO2能與Ca(OH)2反應而被吸收除去，CO不能被吸收，從而得到純凈的CO。2、除去CO2中的CO：通常將混合氣體通入足量灼熱的氧化銅粉末，CO能與CuO反應生成CO2，從而達到除去CO的目的。因為CO2不燃燒也不支持燃燒，故不能采用點燃的方法除去CO。三、例題例1、化學興趣小組的同學設計了一個對比實驗，探究燃燒現象。點燃三支蠟燭，在其中一支蠟燭上扣一個燒杯A，將另兩支蠟燭放在燒杯中，然后向燒壞C中加適量碳酸鈉與鹽酸。ABC現象原因（1）請你幫助他們填寫下表：（2）從燃燒的對比實驗中得到的初步結論：①____________；②______________；分析：該題是以初中化學教材中出現過的、同學們較熟悉的蠟燭燃燒為研究對象而設計的一道探究性學習題，設計新穎、獨特。解答時只要弄清蠟燭燃燒的三種不同環境時燃燒產生的影響，導致三種不同的結果，進行歸納和總結，即可得出題設問題所要的結論。答案：（1）現象：A．燭焰熄滅；B．燭焰不變；C．燭焰熄滅。原因：A．氧氣耗盡；B．接觸空氣；C．CO2可以滅火。（2）①燃燒的條件之一是可燃物要與氧氣接觸；②二氧化碳不燃燒也不支持燃燒。例2、為了探究二氧化碳能與水發生反應生成具有酸性的物質，A、B兩同學分別設計了探究實驗的方案。A同學的實驗方案是將二氧化碳通入紫色石蕊試液中，觀察溶液的顏色變化，如圖甲所示。B同學的實驗方案是取四朵用石蕊試液染成紫色的干燥的小花，按圖乙進行實驗，觀察小花顏色變化（紫色石蕊試液遇酸變紅色）。圖乙圖乙圖甲請你對A、B兩同學的實驗探究方案進行評價：①哪個同學的方案合理________________________________________________②方案合理的理由是______________。分析：此題用實驗證明CO2與水反應生成具有酸性物質的探究性試題，題給出兩種探究實驗的方案，要求同學們去評價研究，考查同學對所學知識理解的全面性和思維的科學性、嚴密性。答案：①B同學的實驗方案合理。②B同學進行了多個對比實驗，通過觀察小花顏色的變化可以說明：紫色石蕊變紅不是水作用的結果，也不是二氧化碳作用的結果，而是酸作用的結果，二氧化碳溶于水一定生成了具有酸性的物質。例3、正確連接如圖所示的裝置進行實驗，可以驗證某混合氣體的成分中含有CO2和CO(每套裝置限用一次)。請回答下列問題：（１）連接裝置導管口的順序：混合氣體→→尾氣處理（填接口序號）（２）證明原混合氣體中CO2存在的實驗現象是；證明CO存在的有關反應的化學方程式是。分析：本題綜合考查了CO和CO2性質。解答本題需明白①驗證CO2要用澄清的石灰水②驗證CO要將氣體通過灼熱的氧化銅（或氧化鐵）管內固體的顏色會發生變化，再將生成的氣體通過澄清的石灰水，若變渾濁則為CO③當同時驗證CO2、CO存在時，必須先驗證CO2再驗證CO，因為驗證CO是利用CO的還原性轉化為CO2來檢驗的。因此，在檢驗這兩種氣體是應該有先后順序，即先驗證CO2再驗證CO。④當驗證好CO2后，去驗證CO時應先除去CO2，否則會影響后面CO的檢驗。這樣本題又考查了洗氣瓶的使用，除氣時要請注意氣體“長進短出”。3CO+Fe2o3===2Fe+3CO23CO+Fe2o3===2Fe+3CO2高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O例4、小兵在一本參考書上發現，鎂居然能在二氧化碳氣體中燃燒！于是他迫不及待的做起了這個實驗，將鎂條點燃后迅速伸入盛二氧化碳的集氣瓶中，發現鎂條劇烈燃燒，發出白光，放熱，產生一種白色粉末和一種黑色粉末和一種黑色粉末。（1）根據實驗現象，我能寫出該反應的化學方程式：。（2）這個實驗還引發了我對過去某些知識的反思，從而有些新的發現：①②。點燃2Mg+CO2===2MgO+C分析：點燃2Mg+CO2===2MgO+C答案：（１）（２）①在一定條件下，也能支持燃燒②活潑金屬著火時，不能用CO2來滅火（或燃燒不一定需要氧氣）。二氧化碳性質理解的誤區誤區1、干冰就是二氧化碳。解析：只有固體二氧化碳才能叫干冰，液態或氣態的二氧化碳都不能叫干冰，所以只能說干冰是固體二氧化碳。誤區2、CO2可用于滅火的原因是它既不燃燒也不支持燃燒。解析：CO2能用于滅火的原因一方面是CO2既不燃燒也不支持燃燒，另一方面是CO2的密度比空氣的密度大，能夠覆蓋在可燃物上，起到隔絕空氣的作用。誤區3、能使燃著的木條熄滅的氣體一定是CO2氣體。解析：CO2能使燃著的木條熄滅，但能使燃著的木條熄滅的其他卻不一定是CO2，因為很多氣體都能是燃著的木條熄滅，如氮氣、稀有氣體等。誤區4、CO2可以作為所有可燃物的滅火劑。解析：通常情況下，CO2既不燃燒也不支持燃燒，且密度比空氣大，可用于滅火，但某些性質很活潑的金屬如鈉、鉀、鈣、鎂等，在CO2中是可以燃燒的。因此只能說CO2在通常情況下可作滅火劑。誤區5、CO2溶于水后，都與水反應生成了碳酸。解析：CO2溶于水后能與水反應生成碳酸，但并不是所有溶于水的CO2都與水反應生成碳酸，只有大約1％的CO2能與水反應生成碳酸，其余約99％的CO2則以分子形式存在于水里。能與水反應生成碳酸是CO2的化學性質，沒有與水反應的CO2是以分子形式存在于水里，是CO2的物理性質。所以教材在敘述CO2的物理性質和化學性質時都提到了CO2能溶于水。誤區6、CO2通入紫色石蕊試液中，紫色石蕊試液變紅色，說明CO2能使紫色石蕊試液變紅色。解析：當紫色石蕊試液遇到酸時，石蕊試液能變紅色。CO2通入水中，一部分CO2與水反應生成了碳酸（H2O＋CO2＝H2CO3），由于碳酸具有酸性，能使紫色石蕊試液變紅色。故應該說是CO2與水反應生成的碳酸使紫色石蕊試液變紅色。誤區7、能使澄清石灰水變渾濁的氣體一定是CO2氣體。解析：將CO2通入澄清石灰水，CO2與Ca(OH)2反應生成CaCO3沉淀，使澄清石灰水變渾濁（CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O），因此在初中常用澄清石灰水鑒定CO2，通常認為能使澄清石灰水變渾濁的氣體是CO2氣體。但是，CO2并不是唯一能使澄清石灰水變渾濁的氣體，若將SO2氣體通入澄清石灰水中，也會因產生亞硫酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁（SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3↓＋H2O），但SO2是一種無色、有刺激性氣味的氣體。因此正確的說法是：能使澄清石灰水變渾濁的無色、無味氣體是CO2氣體。練習1、有甲、乙、丙三種純凈物，甲是黑色固體，乙、丙為無色氣體。點燃時，甲既能生成乙，也能生成丙，丙點燃也能生成乙。在以下關于這三種物質推斷的敘述中，正確的是()A．甲是一種化合物B．乙是一氧化碳C．丙是一氧化碳D．丙是二氧化碳2、把w克CO2通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀為x克。若先將w克CO2經過：CO2→CO→CO2變化(假定無損耗)，再通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀為y克。則x與y的關系是()A．x＝yB．2x＝yC．x＝2yD．無法確定3、隨著現代工業的高速發展，三大化石燃料的燃燒，導致空氣中CO2含量增大面升高，產生“溫室效應”，使地球變熱，海平陸地面積減少。為了減少大氣中CO2含量，下列措施可行的是（）A．植樹造林，增加地球表面綠化面積B．限制汽車工業發展，減少汽車數量C．用石灰水吸收空氣中的CO2D．發展太陽能、核能、水能等以代替礦物燃料4、劉爽同學欲除去N2中的少量O2、H2、CO、CO2、水蒸氣等雜質（H2、CO的含量在安全范圍內），他將混合氣體通過下列物質：①干燥劑，②澄清石灰水，③灼熱的CuO，④灼熱的銅，順序正確的是（）A．②①③④B．④③②①C．④③①②D．③①②④5、CO和CO2化學性質不同的主要原因是由于（）A．CO2比空氣重 B．分子構成不同C．CO2難溶于水 D．用途不同6、下列物質中，不能用來鑒別CO和CO2的是（）A．澄清的石灰水 B．蒸餾水C．灼熱的氧化銅 D．紫色的石蕊試液7、H2、CO和C分別與黑色CuO反應，下列敘述中錯誤的是（）A．反應都需要加熱或高溫 B．都有紅色物質生成C．都是化合反應 D．H2、CO和C都被氧化8、區別CO和H2最好的方法是（）A．利用它們的溶解性 B．根據它們燃燒時火焰的顏色C．利用它們的還原性 D．根據它們燃燒后的產物不同9、有一種無色氣體，它可能是H2、CO、CO2中的一種或幾種混合組成的，用此混合氣體做了如下實驗：（1）將此氣體通入澄清石灰水中，無渾濁現象；（2）將此氣體經尖嘴導管導出點火，氣體燃燒，在火焰上方罩一冷而干燥的燒杯，燒杯內壁上有水珠出現。根據上述實驗現象推斷：此氣體中一定含有_________，不含有_________，可能含有_________。10、如圖是二次進風煤爐示意圖（煤的主要成分是碳）（1）分析煤爐中發生的化學反應，寫出各部位的一個主要反應方程式。煤爐底部___________________________________煤爐中部___________________________________煤爐口_____________________________________（2）同一次進風煤爐相比，二次進風煤爐為什么能節省煤并減少污染？11、有CO和CO2的混合氣體共18g，通過足量灼熱的氧化銅，充分反應后得到CO2的總質量為22g，求：（1）混合氣體中CO的質量；（2）混合氣體中CO2的質量與反應后生成的CO2質量的質量比。抓中心重對比多聯系——碳和碳的氧化物復習指導碳和碳的氧化物是九年級化學學習中十分重要的一個單元，這一部分知識的應用靈活多變，是中考考查的重點。一、抓住一個中心本單元的知識點多，化學反應多，但很多反應都和二氧化碳有關（如圖），因此只要我們抓住CO2這個中心，將與CO2有關的各個反應的化學方程式、反應現象緊密聯系，就可使繁雜的知識系統化和條理化，以利于理解、掌握和運用。二、重視三個比較1、C和CO性質的比較：C和CO都具有可燃性和還原性。我們可以從它們發生反應時的反應物狀態、實驗裝置、反應條件、反應現象及實驗注意事項等方面進行比較，找出知識間的異同點，深入地理解和掌握所學知識。2、CO和CO2的相關比較：CO和CO2是碳的兩種重要氧化物，可以從二者的物理性質、化學性質、毒性、用途及檢驗等方面進行比較，了解它們與人類生產、生活以及環境的關系，注意將它們與生產生活中的實際問題相結合，學以致用。3、O2和CO2制取的比較：O2和CO2實驗室制取的反應原理、實驗裝置、收集和驗證、驗滿方法等既有區別又有聯系。同學們可從這幾方面進行歸納、比較，從而掌握實驗室制取氣體的一般規律和方法：①制備氣體的發生裝置取決于反應物的狀態