UNITSIX 第六單元燃燒與燃料 第9課時大自然中的二氧化碳 考點一二氧化碳的循環(huán) 1 CO2的生成和消耗 化石 光合 2 大氣中二氧化碳含量的變化對自然環(huán)境的影響科學家普遍認為 大氣中二氧化碳含量升高會導致全球氣候變 從而使冰川融化 海平面上升 生物圈受到影響 提示 久未開啟的菜窖 干枯的深井 由于地勢低 空氣不流通 可能二氧化碳含量較高 若貿(mào)然進去有窒息的危險 需要先做燈火試驗 暖 考點二二氧化碳的性質(zhì)與用途 無 無 干冰 大 燃燒 支持燃燒 H2CO3 CaCO3 1 反應原理實驗室制取二氧化碳所需要的藥品是或和 反應的化學方程式為 2 實驗裝置制取二氧化碳的反應物狀態(tài)是和 反應加熱 可采用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣的發(fā)生裝置 考點三二氧化碳的實驗室制法 圖9 1 石灰石 大理石 稀鹽酸 注意 長頸漏斗末端必須插入液面以下形成 液封 而分液漏斗末端不需要插入液面以下 導管應伸入到集氣瓶的底部 以利于排盡空氣收集氣體 CaCO3 2HClCaCl2 H2O CO2 固態(tài) 液態(tài) 不需要 3 收集方法二氧化碳的密度比空氣的 且溶于水 故一般采用法收集 4 檢驗與驗滿檢驗 將被檢驗氣體通入澄清石灰水中 若澄清石灰水變 證明該氣體是二氧化碳 驗滿 把的木條放在集氣瓶 若木條 證明已收集滿二氧化碳 5 工業(yè)制法工業(yè)上可用煅燒石灰石的方法制取二氧化碳 反應的化學方程式為 注意 實驗室制取二氧化碳的反應物的選取注意事項 一般不選擇濃鹽酸制CO2 因為濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體 使制得的CO2不純 不選擇稀硫酸 因為大理石 或石灰石 與稀硫酸反應生成微溶的硫酸鈣 附著在大理石 或石灰石 表面 會阻止反應進一步進行 大 能 向上排空氣 渾濁 燃著 瓶口 熄滅 考點四氣體的制取方法 2 氣體發(fā)生裝置類型 圖9 2 3 氣體的收集方法 1 排空氣法 向上排空氣法 適用于收集密度比空氣大 且不與空氣成分發(fā)生反應的氣體 向下排空氣法 適用于收集密度比空氣小 且不與空氣成分發(fā)生反應的氣體 2 排水法 適用于收集不易溶于水 且不與水發(fā)生反應的氣體 4 實驗室氣體制備 圖9 3 提示 集氣瓶被譽為 萬能瓶 如圖9 4所示 裝置的作用 圖9 4 1 洗氣 干燥 除雜 若要收集干燥的O2 可以在瓶中放濃硫酸 要從a端進氣 也可以收集干燥的CO2氣體 如果CO中混有CO2氣體 可以采用此裝置除去CO2 那么瓶中要放入NaOH溶液 2 集氣 若用它來收集O2 則要從a端進氣 通過以上分析 若要從a端進氣 該氣體要滿足密度比空氣大 若要從b端進氣 該氣體要滿足密度比空氣小 3 若用排水法收集氣體 應進行如下操作 在集氣瓶中裝滿水 氣體從b端通入 化學方程式網(wǎng)絡構建 圖9 5 答案不唯一 合理即可 例1 2017 威海 關于碳循環(huán)和氧循環(huán) 下列說法不正確的是 A 碳循環(huán)和氧循環(huán)分別是指二氧化碳和氧氣的循環(huán)B 碳循環(huán)和氧循環(huán)過程中均發(fā)生了化學變化C 綠色植物的生長過程 既涉及碳循環(huán) 又涉及氧循環(huán)D 碳循環(huán)和氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定 考向一二氧化碳的循環(huán) A 解析 碳循環(huán)和氧循環(huán)分別是指含碳物質(zhì)和含氧物質(zhì)的循環(huán) 例2 2018 泰安 水循環(huán) 氧循環(huán) 和 碳循環(huán) 是自然界存在的三大重要循環(huán) 請結合圖回答問題 1 從物質(zhì)變化及分子角度看 三種循環(huán)中有一種與另外兩種在變化上有本質(zhì)的區(qū)別 這種循環(huán)主要是由的運動引起的 2 用學科觀點分析碳循環(huán)和氧循環(huán) 其中正確的是 填序號 A 變化觀 每個人都在參與碳 氧循環(huán)B 守恒觀 碳 氧循環(huán)過程中各元素守恒 其化合價不變C 平衡觀 碳 氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定D 微粒觀 綠色植物的作用是使自然界中的氧原子總數(shù)增加 水分子 AC 3 自然界中的碳循環(huán)主要是通過二氧化碳來實現(xiàn)的 圖9 6中消耗二氧化碳的途徑有 填數(shù)字序號 近年來 大氣中二氧化碳含量增加 導致溫室效應 因此人類要積極采取措施維持循環(huán)體系中二氧化碳的相對平衡 圖9 6 4 為解決日益加劇的溫室效應 有科學家提出 綠色自由 構想 如圖9 7所示 把CO2含量高的氣體用氫氧化鈉溶液吸收 然后再通過化學反應在分解池內(nèi)放出二氧化碳進入合成塔 在合成塔內(nèi)300 200kPa和催化劑條件下使之變?yōu)榧状?CH3OH 和水 寫出該反應的化學方程式 圖9 7 解析 1 水循環(huán) 主要是水的蒸發(fā)和降水 是水的狀態(tài)變化 實質(zhì)是水分子的運動 是物理變化 自然界 碳循環(huán) 和 氧循環(huán) 包括光合作用 呼吸作用 化石燃料的使用等 屬于化學變化 2 變化觀中 地球上的每個人都參與了 碳循環(huán) 氧循環(huán) 守恒觀中 碳 氧循環(huán)過程中各元素守恒 但是在光合作用和呼吸作用中 氧元素的化合價發(fā)生了改變 平衡觀中 碳循環(huán)和氧循環(huán)使大氣中氧氣和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定 微粒觀中 化學變化均遵守質(zhì)量守恒定律 故變化前后原子的種類與數(shù)目均保持不變 3 消耗二氧化碳的途徑有 綠色植物的光合作用和海水的吸收 4 在合成塔內(nèi)氫氣與二氧化碳反應生成甲醇 CH3OH 和水 1 2013 宿遷節(jié)選 自然界存在 碳循環(huán) 和 氧循環(huán) 1 自然界消耗CO2的主要途徑是 2 含碳化合物的燃燒都會產(chǎn)生CO2 丙烷 C3H8 是家用瓶裝液化氣的主要成分之一 寫出丙烷完全燃燒的化學方程式 3 為減少含硫煤燃燒對大氣的污染 適宜在煤中加入 填 沙子 或 生石灰 作為固硫劑 直擊中考 光合作用 生石灰 考向二二氧化碳的性質(zhì)和用途 例3把干燥的藍色石蕊試紙放在CO2氣體中 石蕊試紙不變色 將CO2氣體通入滴有石蕊指示劑的水中 溶液變紅色 再將該溶液敞口加熱一段時間 發(fā)現(xiàn)溶液的紅色褪去 冷卻到原溫度后 再次通入CO2 溶液又變紅色 上述實驗現(xiàn)象不能說明的是 A CO2能和水發(fā)生化學反應B CO2的水溶液具有酸性C 加熱能使CO2水溶液的酸性減弱D CO2具有酸性 D 解析 把干燥的藍色石蕊試紙放在CO2氣體中 石蕊試紙不變色 說明二氧化碳不具有酸性 請根據(jù)實驗裝置和實驗內(nèi)容 回答下列問題 1 探究二氧化碳與堿反應時 將裝置A生成的二氧化碳氣體通過裝置D 未出現(xiàn)渾濁 原因是 可將二氧化碳先通過裝置再通過裝置D 理由是 用化學方程式表示 2 探究二氧化碳與水反應時 實驗分兩步進行 首先將二氧化碳通過用紫色石蕊試液浸泡過的干燥紙花 再將二氧化碳通過用紫色石蕊試液浸泡過的濕潤紙花 這樣做的目的是 結合上面實驗 裝置正確的連接順序是 填序號 例4 2017 濟寧 某實驗小組利用如圖9 8所示實驗裝置探究二氧化碳的化學性質(zhì) 鹽酸濃度高 揮發(fā)出氯化氫氣體 圖9 8 C NaHCO3 HClNaCl H2O CO2 作對比 ACDBE 2 2014 宿遷 下列物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關系中都能按箭頭方向一步實現(xiàn)的是 A B C D 直擊中考 B 解析 在 中 碳酸鈣高溫分解生成了氧化鈣 氧化鈣與水化合生成了氫氧化鈣 氫氧化鈣與二氧化碳反應可生成碳酸鈣 物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關系中都能按箭頭方向一步實現(xiàn) 在 中 銅在加熱的條件下與氧氣反應生成了氧化銅 氧化銅與稀硫酸反應生成了硫酸銅 硫酸銅與鐵等金屬反應生成了銅 物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關系中都能按箭頭方向一步實現(xiàn) 在 中 一氧化碳不能一步轉(zhuǎn)化為氧氣 物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關系中不能按箭頭方向一步實現(xiàn) 由以上分析可知 B正確 圖9 9 3 2013 宿遷 空氣成分中 能使澄清石灰水變渾濁的是 A 氮氣B 氧氣C 水蒸氣D 二氧化碳 D 考向三二氧化碳的實驗室制法 例5 2018 廣安 圖9 10是實驗室制取與收集氣體的裝置圖 據(jù)此回答有關問題 1 儀器 的名稱是 2 實驗室用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳氣體 應選用的發(fā)生裝置和收集裝置的組合是 填序號 反應的化學方程式為 該組合裝置還可以用來制取氧氣 其化學方程式為 3 實驗室利用F裝置收集氫氣時 氣體應從 填 a 或 b 端通入 試管 圖9 10 AC CaCO3 2HClCaCl2 H2O CO2 b 4 2018 宿遷 某同學設計了如圖9 11所示的裝置 用于實驗室制取CO2 并對它的部分性質(zhì)進行探究 按要求回答問題 1 A裝置用于制取CO2 反應的化學方程式為 2 用B裝置收集CO2 氣體應從 填 a 或 b 端通入 3 若要C中的兩個氣球懸浮在空氣中 則氣體甲可能是 填序號 A 氫氣B 氧氣C 空氣 直擊中考 CaCO3 2HClCaCl2 H2O CO2 圖9 11 a A 4 往D試管中通入CO2 當出現(xiàn)現(xiàn)象 表示石灰水中的溶質(zhì)恰好完全沉淀 5 E裝置的集氣瓶中充滿CO2 打開分液漏斗 滴入少量NaOH濃溶液 氣球明顯脹大 寫出發(fā)生反應的化學方程式 若要氣球恢復原狀 應關閉分液漏斗 打開分液漏斗 滴入 填化學式 忽略滴入液體體積 溶液 溶液恰好由紅色變?yōu)闊o色 CO2 2NaOHNa2CO3 H2O HCl 或H2SO4 解析 本題主要考查實驗室制取二氧化碳的儀器裝置及反應原理 1 實驗室用大理石 或石灰石 和稀鹽酸反應制取二氧化碳 反應的化學方程式為CaCO3 2HClCaCl2 H2O CO2 2 因為二氧化碳氣體的密度比空氣大 用B裝置收集CO2時 氣體應 長進短出 因此 二氧化碳氣體應從a端通入 3 要使C中的兩個氣球懸浮在空氣中 應該充入密度小于空氣的氣體 氧氣的密度比空氣大 不符合要求 氫氣是密度最小的氣體 符合要求 4 氫氧化鈣溶液呈堿性 能使酚酞溶液變紅 二氧化碳和氫氧化鈣反應 生成難溶于水的碳酸鈣沉淀和水 當氫氧化鈣恰好反應完時 溶液由紅色變?yōu)闊o色 5 二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應生成可溶性的碳酸鈉和水 化學方程式為CO2 2NaOHNa2CO3 H2O 二氧化碳氣體減少 使瓶中氣壓減小 因此氣球脹大 若要氣球恢復原狀 應使瓶中產(chǎn)生氣體 使瓶中氣壓增大 因此應關閉分液漏斗 打開分液漏斗 滴入稀鹽酸或稀硫酸 使酸與碳酸鈉反應產(chǎn)生二氧化碳氣體 從而使瓶中氣壓增大 氣球變小 考向四氣體的實驗室制法 例6 2018 泰安 實驗室制取氣體選擇收集方法時 下列氣體性質(zhì)不需考慮的是 A 密度B 可燃性C 溶解性D 能否與水反應 B 解析 選擇排空氣法收集主要考慮氣體的密度 氣體能否與空氣成分發(fā)生反應 選擇排水法收集主要考慮氣體的溶解性 氣體能否與水反應 例7 2018 威海 圖9 12是實驗室制取 收集 干燥 存放氣體的裝置圖 有關說法錯誤的是 A 實驗室用雙氧水制取氧氣 用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳均可使用裝置 B 實驗室收集氧氣和二氧化碳均可使用裝置 氣體從導管b進入C 實驗室干燥氧氣和二氧化碳均可使用裝置 氣體從導管a進入D 實驗室收集的氧氣和二氧化碳 均可用裝置 臨時存放 B 解析 氧氣 二氧化碳的密度都比空氣大 故用 收集時 氣體應該從導管a進入 圖9 12 1 寫出圖中標有字母的儀器名稱 a b 例8 2018 武威 結合下列化學實驗裝置 回答有關問題 試管 圖9 13 錐形瓶 2 實驗室用氯酸鉀制取氧氣應選擇的發(fā)生裝置是 填序號 可用法收集氧氣 制得的氧氣用來做如圖9 14所示的實驗 發(fā)現(xiàn)H中鐵絲不燃燒 其原因是 寫出G中反應的化學方程式 3 實驗室制取二氧化碳常用的藥品是 若用裝置E收集二氧化碳 則氣體應從 填 或 端進入 若要獲得干燥的二氧化碳 可將裝置B和裝置D用膠皮管連接并在裝置D中盛放 填物質(zhì)名稱 試劑 4 實驗室常用裝置C代替裝置B制取氣體 裝置C的優(yōu)點是 A 排水 或向上排空氣 H中鐵絲的溫度未達到著火點 圖9 14 大理石 或石灰石 與稀鹽酸 濃硫酸 可以隨時控制反應的發(fā)生與停止 解析 1 a為試管 b為錐形瓶 2 裝置A為固體加熱型裝置 利用氯酸鉀固體制取氧氣應選擇裝置A 氧氣密度比空氣大 不易溶于水 收集氧氣可以用排水法和向上排空氣法 鐵絲燃燒除與充足的氧氣接觸外 溫度還要達到著火點 H中鐵絲不燃燒的原因是 常溫下 溫度未達到著火點 鐵絲燃燒生成四氧化三鐵 3 實驗室制取CO2的藥品是大理石 或石灰石 與稀鹽酸 CO2氣體的密度比空氣大 若用裝置E收集二氧化碳 應從長導管進入 裝置D用來干燥二氧化碳 放入的干燥劑應為濃硫酸 4 裝置C中固體放在多孔隔板上 可以通過彈簧夾控制反應的發(fā)生與停止