第六單元 燃燒與燃料 第2課時 大自然中的二氧化碳,總綱目錄,泰安考情分析,基礎(chǔ)知識過關(guān),課前速寫, C+O2 CO2(充分燃燒)(合理即可) 2C+O2 2CO(不充分燃燒) CO2+C 2CO 2CO+O2 2CO2(合理即可) Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O CaCO3 CaO+CO2(合理即可), 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2(合理即可) Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH(合理即可) CO2+H2O H2CO3 H2CO3 H2O+CO2 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2(合理即可) CH4+2O2 CO2+2H2O,C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2,1.循環(huán)過程,知識點一 二氧化碳的循環(huán),2.溫室效應(yīng) (1)由于人類大量使用化石燃料導(dǎo)致空氣中二氧化碳含量升高,全 球氣候變暖。 (2)危害:冰川融化,海平面上升,生物圈受到影響。 (3)防治措施:減少使用 化石燃料 ,開發(fā) 新能源 ,植樹 造林等。,3.低碳生活 在日常生活中,盡可能直接或間接減少化石能源消耗,從而降低二 氧化碳的排放量。例如:少使用一次性筷子,盡量采用公共交通方 式出行等。,知識點二 二氧化碳的性質(zhì)和用途,1.CO2的物理性質(zhì) 通常情況下,二氧化碳是一種 無色、無味 的氣體,密度比空 氣 大 , 能 溶于水,一定溫度下能夠變成白色固體,俗 稱 干冰 。,2.CO2的化學(xué)性質(zhì) (1)不燃燒也不支持燃燒 向放有階梯狀蠟燭的燒杯中傾倒CO2,觀察到 下 層的蠟燭 先熄滅, 上 層的蠟燭后熄滅,說明CO2的密度比空氣 大 ; 不燃燒也不支持燃燒 ,可以用于 滅火 。 (2)與水反應(yīng),CO2通入紫色石蕊試液中,試液由紫色變?yōu)榧t色,反應(yīng)的化學(xué)方程 式: CO2+H2O H2CO3 。 碳酸不穩(wěn)定,易分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式: H2CO3 H2O+CO2 。 特別提醒 使石蕊試液變色的是碳酸,而不是CO2。 顏色發(fā)生改變的是指示劑(石蕊試液),而不是碳酸。 實驗拓展,()()中紙花不變色,()中紙花變色說明使石蕊試液變色的是 碳酸,而不是二氧化碳或水。,(3)與堿反應(yīng) a.與澄清石灰水反應(yīng),向澄清石灰水中通入CO2,澄清石灰水變渾濁,反應(yīng)的化學(xué)方程式: Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 。 這個反應(yīng)可以用來檢驗CO2氣體。 向裝滿CO2的礦泉水瓶中加入適量澄清石灰水,擰緊瓶蓋并振蕩, 澄清石灰水變渾濁,瓶子變癟。 b.與氫氧化鈉溶液反應(yīng),將一支裝滿CO2的試管倒置在盛有飽和NaOH溶液的燒杯中,觀察 到試管內(nèi)液面上升,反應(yīng)的化學(xué)方程式: 2NaOH+CO2 Na2 CO3+H2O 。 向裝滿CO2的礦泉水瓶中加入適量NaOH溶液,擰緊瓶蓋并振蕩, 瓶子變癟。 知識拓展 實驗裝置改進:,3.CO2的用途,知識點三 二氧化碳的制取,1.工業(yè)制法:常用煅燒 石灰石 的方法制取CO2,化學(xué)方程式 為 CaCO3 CaO+CO2 。,2.實驗室制法(詳見核心實驗突破),實驗 CO2的實驗室制取,1.實驗藥品:實驗室常用大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO 2。 注意 (1)不用稀硫酸是因為生成的硫酸鈣微溶于水,覆蓋在大理 石或石灰石的表面,會阻止反應(yīng)繼續(xù)進行。 (2)不用碳酸鈉是因為反應(yīng)速率太快,不利于反應(yīng)的控制和氣體的 收集。 (3)不能用濃鹽酸是因為其具有較強的揮發(fā)性,會使收集到的氣體 中含有較多的HCl雜質(zhì)。,核心實驗突破,2.反應(yīng)原理 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 。,3.實驗裝置 制取CO2應(yīng)選擇與用 過氧化氫 制氧氣相同的發(fā)生裝置,收 集裝置一般用向上排空氣法,選擇該方法收集的原因是 CO2 密度比空氣大、能溶于水 。 注意 (1)長頸漏斗的末端必須要液封,以防氣體直接從長頸漏斗 逸散。,(2)導(dǎo)氣管必須伸到至接近集氣瓶的底部,以便把集氣瓶內(nèi)的空氣 排盡。,4.檢驗方法 將產(chǎn)生的氣體通入 澄清石灰水 中,若觀察到 澄清石灰 水變渾濁 ,則證明生成的氣體是CO2。,5.驗滿的方法 把燃著的木條放在集氣瓶 口 ,若木條熄滅,則證明已收集 滿。,6.干燥方法 通常使用 濃硫酸 對CO2進行干燥,不能使用 NaOH固體、 堿石灰進行干燥。 例1 (2018聊城,21,10分)如圖是實驗室制取并驗證某種氣體化 學(xué)性質(zhì)的有關(guān)裝置,據(jù)此回答下列問題:,(1)儀器的名稱是 分液漏斗 ; (2)組裝好裝置A后,必須首先 檢查裝置的氣密性 。 (3)若A與C連接,C中澄清的石灰水變渾濁,則實驗室制取該氣體 的化學(xué)方程式是 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 ,用 向 上排空氣 法收集該氣體。 (4)若A與B連接,則B中紫色石蕊試液變 紅 色。,解析 (1)的名稱為分液漏斗。 (2)組裝好裝置A后,必須首先檢查裝置的氣密性。 (3)C中澄清的石灰水變渾濁,說明A中制取的是二氧化碳,碳酸鈣 和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳;二氧化碳能溶于水,密度 比空氣大,因此用向上排空氣法收集。 (4)二氧化碳能使紫色石蕊試液變紅,因為二氧化碳和水反應(yīng)生成 碳酸。 變式1-1 (2018安徽,12,7分)下圖是實驗室中常見裝置,回答下列 問題。 查閱資料:常溫下,CO2難溶于飽和NaHCO3溶液。,(1)儀器X的名稱是 長頸漏斗 。 (2)實驗室制取CO2應(yīng)選用的發(fā)生裝置是 A (填字母序號),反應(yīng) 的化學(xué)方程式是 CaCO3+ 2HCl CaCl2 + H2 O + CO2 ,該 反應(yīng)屬于 復(fù)分解反應(yīng) (填反應(yīng)類型)。 (3)常溫下,下列收集CO2的方法中不可行的是 b (填字母序 號)。,a.向上排空氣法 b.向下排空氣法 c.排飽和NaHCO3溶液法 (4)某同學(xué)進行圖D所示的操作時,觀察到高的蠟燭先熄滅,其原因 可能是 二氧化碳傾倒過快,先使高蠟燭火焰附近氧氣濃度減少 。,解析 (1)儀器X為長頸漏斗。(2)實驗室利用石灰石與稀鹽酸在 常溫下反應(yīng)制取CO2,固體和液體反應(yīng),且不需要加熱,故選A作為 發(fā)生裝置,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+ 2HCl CaCl2 + H2 O + CO2,該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)。(3)二氧化碳的密度比空氣大,可 用向上排空氣法收集;二氧化碳在常溫下難溶于飽和NaHCO3溶 液,所以可以采用排飽和NaHCO3溶液的方法收集。(4)二氧化碳 不能燃燒,也不支持燃燒,若二氧化碳傾倒過快,會使高的蠟燭火 焰附近氧氣濃度減少而先熄滅。,泰安真題精練,考點一 二氧化碳的循環(huán)溫室效應(yīng)和低碳 生活,1.(2014泰安,2,2分)“節(jié)能減排,低碳生活”的主題旨在倡導(dǎo)節(jié)約 能源和利用清潔能源,減少溫室氣體二氧化碳的排放。下列措施 中不符合該主題的是 ( C ) A.廣泛使用太陽能和風(fēng)能等清潔能源 B.回收利用廢舊金屬,C.多使用一次性塑料制品 D.減少使用私家車次數(shù)、多乘公交車或騎自行車,解析 廣泛使用太陽能和風(fēng)能等清潔能源可以有效降低二氧化 碳的排放量,故A正確;回收利用廢舊金屬,可減少環(huán)境污染,節(jié)約 能源,故B正確;多使用一次性塑料制品會造成白色污染,故C錯誤; 少用私家車、多乘公交車或騎自行車可以減少溫室氣體的排放, 故D正確。,考點二 二氧化碳的性質(zhì)和用途,2.(2017泰安,6,2分)CO2是重要的資源,以其為原料可獲得下列四 種物質(zhì)。下列說法錯誤的是 (D ) A.反應(yīng)是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B.反應(yīng)的實現(xiàn)有利于緩解“白色污染” C.反應(yīng)可用來制取氮肥 D.反應(yīng)獲得產(chǎn)品后的剩余液中,溶質(zhì)只有NaHCO3,解析 反應(yīng)是光合作用,該過程中太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A正 確;反應(yīng)的實現(xiàn)有利于緩解“白色污染”,故B正確;尿素是一種 常用的氮肥,反應(yīng)可用來制取氮肥,故C正確;反應(yīng)獲得產(chǎn)品后 的剩余液中,溶質(zhì)除NaHCO3外,還有NH4Cl等,故D錯誤。,3.(2015泰安,26節(jié)選,4分)實驗設(shè)計是化學(xué)實驗的重要環(huán)節(jié)。請根 據(jù)下列實驗要求回答相關(guān)問題: 【活動與探究一】用對比實驗方法探究二氧化碳的性質(zhì)。 實驗一:,實驗二: (1)實驗一中振蕩3個礦泉水塑料瓶,觀察到塑料瓶變癟的程度為 ABC,其中變渾濁的瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+H2O ;對比A瓶與 C (填“B”或“C”) 瓶的實驗現(xiàn)象,可證明CO2能與NaOH發(fā)生反應(yīng)。 (2)實驗二觀察到C裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是 濕潤的藍色石蕊試紙,變成紅色,干燥的藍色石蕊試紙不變色 ;結(jié)論是 CO2+H2O H2CO3 (用化學(xué)方程式表示)。,解析 (1)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,是因為二氧化碳與氫 氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水;二氧化碳與氫氧化鈉溶液或水 反應(yīng)看不到明顯現(xiàn)象。A瓶比C瓶變癟程度大,說明A瓶變癟,不 僅僅是水的緣故,還因為二氧化碳能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。(2)由 于二氧化碳不具有酸性,因此二氧化碳不會使實驗二C裝置中干 燥的藍色石蕊試紙變紅;而二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸能 使石蕊變紅,因此C裝置中濕潤的藍色石蕊試紙會變紅。,山東真題精練,考點一 二氧化碳的循環(huán),1.(2016威海,13節(jié)選,6分)自然界中的碳循環(huán) 碳是組成生物體的基本元素之一,也是組成煤、石油、天然氣等 的主要元素之一。自然界中的碳循環(huán)主要是通過CO2來實現(xiàn) 的。下圖是碳循環(huán)主要途徑的模式圖。,碳循環(huán)主要途徑模式圖 (1)結(jié)合上圖,下列關(guān)于碳循環(huán)的認識正確的是(填序號) AD 。 A.有機物和無機物可以相互轉(zhuǎn)化 B.碳循環(huán)過程只涉及化學(xué)變化 C.碳循環(huán)過程中,各元素的化合價都不變 D.燃燒過程中能量的轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能 (2)用化學(xué)方程式表示上圖碳循環(huán)中的下列變化。 動物體內(nèi)的葡萄糖在酶的作用下發(fā)生緩慢氧化,生成二氧化碳 和水 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 。,消耗二氧化碳的一種方式 6CO2+6H2O C6H12O6 +6O2(或CO2+H2O H2CO3) 。,解析 (1)綠色植物從空氣中吸收二氧化碳,經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡 萄糖,并放出氧氣,說明有機物和無機物可以相互轉(zhuǎn)化,故A正確; 碳循環(huán)過程也涉及物理變化,如大氣中的二氧化碳溶于海水中,故 B錯誤;碳循環(huán)過程中,有單質(zhì)氧氣生成,氧元素的化合價改變,故C 錯誤;燃燒過程中能量的轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能,故 D正確。(2)動物體內(nèi)的葡萄糖(C6Hl2O6)被緩慢氧化生成二氧化 碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O。二 氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+H2O H2 CO3;光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6CO2,+6H2O C6H12O6+6O2。,2.(2016萊蕪,10,2分)自然界中二氧化碳的循環(huán)如圖所示,下列過 程放在X處不合理的是 ( D ) A.人和動物的呼吸 B.植物的呼吸作用 C.化石燃料的燃燒 D.利用太陽能發(fā)電,解析 從圖示中可以看出X處是產(chǎn)生二氧化碳,人和動植物的呼 吸能產(chǎn)生二氧化碳,化石燃料的燃燒也能產(chǎn)生二氧化碳,而利用太 陽能發(fā)電不產(chǎn)生二氧化碳。,考點二 二氧化碳的性質(zhì)和用途,3.(2016煙臺,18,7分)2015年第21屆聯(lián)合國氣候變化大會的核心議 題是碳排放及全球氣候變暖。 (1)自然界中二氧化碳的消耗主要有以下兩個過程:綠色植物光 合作用吸收二氧化碳和水生成葡萄糖(C6H12O6)和氧氣。自然 界中的水體吸收二氧化碳生成碳酸。從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度看,上述 兩個反應(yīng)的反應(yīng)物相同,而產(chǎn)物卻完全不同,其原因是 反應(yīng)條件 不同 。光合作用的化學(xué)方程式是 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 。 (2)二氧化碳可被壓縮成液態(tài),封存在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中。從微觀角度解,釋二氧化碳能夠壓縮成液態(tài)的原因是 分子間有間隔 。如果 CO2被封存在含氫氧化鈣的地下咸水層中,則可轉(zhuǎn)化為固態(tài)碳酸 鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 。 (3)科學(xué)家利用太陽能可將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為“合成氣”(H2和 CO的混合氣體)。用“合成氣”為原料生產(chǎn)甲醇(CH4O)時,按照 “綠色化學(xué)”原則,應(yīng)調(diào)節(jié)“合成氣”中H2和CO的分子個數(shù)比 為 21 。,解析 (1)題述兩個反應(yīng)中的反應(yīng)物相同,但得到的產(chǎn)物卻完全不 同,原因是反應(yīng)條件不同;綠色植物光合作用的化學(xué)方程式為6CO 2+6H2O C6H12O6+6O2。(2)二氧化碳能夠被壓縮成液 態(tài)的原因是二氧化碳分子之間有間隔;CO2與氫氧化鈣反應(yīng)生成 碳酸鈣沉淀和水,化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H 2O。(3)甲醇的化學(xué)式(CH4O)可變形為(CO)1(H2)2,則應(yīng)調(diào)節(jié)“合 成氣”中H2和CO的分子個數(shù)比為21。,4.(2016青島,28,6分)實驗是進行科學(xué)探究的重要方式。某同學(xué)設(shè) 計如下圖所示實驗,探究二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)。 實驗1,實驗2 請?zhí)羁? (1)實驗1采用了科學(xué)探究中的控制變量法,該實驗控制的變量是,H2O(或水) 。 (2)實驗1中干石蕊紙花噴水后放入二氧化碳中,觀察到的現(xiàn)象是 紙花由紫色變?yōu)榧t色 ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 CO2+H2O H2CO3 。 (3)實驗2是在實驗1的基礎(chǔ)上設(shè)計的創(chuàng)新改進實驗,將二氧化碳緩 慢通入豎直放置的玻璃管中,能觀察到第 (填序號)號棉球 先變色,通過此現(xiàn)象可獲得關(guān)于二氧化碳的另外一條性質(zhì)是 二 氧化碳的密度比空氣的密度大 。,解析 (1)實驗1采用科學(xué)探究中的控制變量法,由圖示可知,該實 驗控制的變量是水。(2)實驗1中干石蕊紙花噴水后放入二氧化 碳中,二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸能使石蕊變紅,則觀察到 的現(xiàn)象是石蕊紙花由紫色變?yōu)榧t色;反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+H2 O H2CO3。(3)將二氧化碳緩慢通入豎直放置的玻璃管中, 棉球都不變色,說明二氧化碳不能使石蕊變色;棉球都變 紅,說明二氧化碳和水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);號棉球比號棉球先變 紅,說明二氧化碳的密度比空氣的密度大。,5.(2016淄博,20,7分)化學(xué)反應(yīng)過程中常常伴隨產(chǎn)生一些現(xiàn)象,同 學(xué)們發(fā)現(xiàn)將CO2通入NaOH溶液時沒有明顯的現(xiàn)象發(fā)生,為此,他 們進行了如下探究: (1)小明把一支收集滿CO2的試管倒立在盛有飽和NaOH溶液的燒,杯中(如圖1所示),觀察到試管內(nèi)液面上升,還有另一種原因,請簡 要說明 二氧化碳被水吸收了 。 (2)為了進一步驗證CO2與NaOH溶液確實發(fā)生了反應(yīng),小紅設(shè)計 了如下方案: 分別取上述實驗后的溶液于A、B兩支試管中(如圖2所示),向試 管A中滴加足量的稀鹽酸,觀察到的現(xiàn)象是 有氣泡產(chǎn)生 ,反應(yīng) 的化學(xué)方程式為 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 ;向試 管B中滴加氯化鋇溶液,觀察到的現(xiàn)象是 有白色沉淀產(chǎn)生 ,反 應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2CO3+BaCl2 BaCO3+2NaCl 。雖 然實驗的現(xiàn)象不同,但都能證明CO2與NaOH溶液確實發(fā)生了化學(xué),反應(yīng)。 (3)實驗過程中需要吸收CO2時,大多會選擇NaOH溶液,但是,檢驗 CO2時常常選擇新配制的澄清石灰水,請簡要解釋原因 氫氧化 鈉的溶解度比氫氧化鈣大,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁 。,解析 (1)二氧化碳不但能跟氫氧化鈉反應(yīng),也能溶于水。(2)二 氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成了碳酸鈉,所以可用鹽酸來檢驗是否 有碳酸鈉,也可用氯化鋇溶液來檢驗,對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2、Na2CO3+BaCl2 Ba- CO3+2NaCl。 (3)因為氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣大,二氧化碳能使澄清石灰 水變渾濁,所以除去二氧化碳常用氫氧化鈉溶液,而檢驗二氧化碳 一定要用澄清石灰水。,考點三 二氧化碳的實驗室制取,6.(2017淄博,20,7分)下列是實驗室制取氣體常用的部分裝置。 (1)同學(xué)們?yōu)榱颂骄坑绊憣嶒炇抑迫《趸細怏w的因素,進行了 以下四組實驗:,寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+ CO2 ,此反應(yīng)屬于的基本反應(yīng)類型是 復(fù)分解反應(yīng) ,用來收 集二氧化碳氣體的裝置是 C (填寫字母)。 若探究鹽酸的濃度對上述反應(yīng)的影響,可選擇實驗甲與 乙 (選填實驗編號)進行對照。 (2)小麗同學(xué)選用A裝置加熱高錳酸鉀制取氧氣時發(fā)現(xiàn)試管固定 的太高,應(yīng)調(diào)節(jié)下圖中的旋鈕 (選填“”“”或“”)。,(3)通過比較,歸納實驗室制取二氧化碳和氧氣的實驗,總結(jié)實驗 室制取氣體選擇裝置時的一般思路。,解析 (1)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,化學(xué) 方程式為CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2;該反應(yīng)屬于復(fù)分 解反應(yīng)。二氧化碳的密度大于空氣,且能溶于水,故用來收集二氧 化碳氣體的裝置是C。若探究鹽酸的濃度對上述反應(yīng)的影響, 則大理石的顆粒大小和鹽酸的體積應(yīng)該相同,而鹽酸的濃度應(yīng)不 同,故可選擇實驗甲與乙進行對照。 (2)要調(diào)節(jié)試管的高度,應(yīng)該調(diào)節(jié)圖中的旋鈕。 (3)實驗室制取氣體時,發(fā)生裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條 件有關(guān),收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)。,