鲁教版九年级上册第六单元 燃烧与燃料第三节 大自然中的二氧化碳导学案及答案

第六单元 燃料与燃烧

第三节 大自然中的二氧化碳（第二课时）

知识预习

1、二氧化碳能通过绿色植物的光合作用转化为人和动物所需的氧气。由于含碳元素的物质的大量使用，使空气中二氧化碳含量猛增，导致温室效应。

2、二氧化碳常温下是无色,无味的气体，密度比空气大，能溶于水。高压低温下可得固体----干冰。

3、二氧化碳一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸。二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：CO2+H2O==H2CO3。生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红。二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

4、二氧化碳可用于灭火。利用二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的化学性质，密度比空气大的物理性质。

知识讲解

知识点一、二氧化碳的制取研究

☆知识详析☆

二氧化碳的制法

1、二氧化碳的实验室制法

1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

2) 选用和过氧化氢制氧气相同的发生装置

3）气体收集方法：向上排空气法（二氧化碳的密度大于空气且可溶解于水，不宜使用排水法收集二氧化碳气体）

4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。

验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。

2、二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑ 

☆知识延伸☆

一、制取二氧化碳药品选择的探究

①液体不能用稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在大理石的表面，使反应逐渐停止。

②也不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，挥发出氯化氢气体，而使制得的二氧化碳气体不纯；

③固体不能用碳酸钠代替大理石，因为碳酸钠与盐酸反应太剧烈，使生成的气体不易收集，同时，碳酸钠相对于大理石来说价格较高，不经济。

结论：在实验室里制取二氧化碳．最佳药品是用大理石或石灰石和稀盐酸反应，二者反应速率适中、药品价格廉价易得，制得的气体比较纯净。

二、实验室制取气体的思路：

1、方法的选择：

确定实验室制取气体的化学反应时，应考虑以下几个方面的因素。

①原料要容易获得②实验条件要易于控制③实验装置易于装配④实验操作安全可靠⑤实验速度适中⑥易于收集纯净的气体

2、装置的选择

发生装置的选择：由反应物状态及反应条件决定：

收集方法及装置的选择：气体的密度及溶解性决定：

☆考题详解☆

【考题示例】在实验室中可选择下图装置制取气体。

制取CO2的化学方程式为；其发生装置可选择B或C，与B相比较，C的主要优点是什么？

方法点拨：

1、能够选择合适的制取二氧化碳的方法，并会书写相关反应的化学方程式；

2、能够从气体制取需要考虑的因素来分析制取二氧化碳所需要的装置。

☆跟踪练习☆

1．下列四瓶气体放置方法正确的是(　　)。

2．小明同学参加中考化学实验考查，来到实验室，发现实验桌上准备了下列仪器和药品，他抽到的实验考签是（     ）

3．可生成CO2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

知识点二、二氧化碳的制取操作和性质检验

☆知识详析☆

1、实验室制取二氧化碳步骤：

①连接仪器，检查装置气密性；

②将固体药品加入锥形瓶中；

③从长颈漏斗中注入适量的稀盐酸；

④收集二氧化碳气体

2、正确制取二氧化碳的装置图错误制取二氧化碳的装置图

3、二氧化碳的性质检验：参考“二氧化碳的性质”

☆知识延伸☆

制取二氧化碳的注意事项

（1）在实验前要检验装置的气密性

（2）先放石灰石，后加稀盐酸

（3）长颈漏斗应伸入液面以下

（4）导气管不能伸入太长

（5）应用向上排空气法收集

（6）在集气瓶口盖玻璃片

（7）集气瓶中导管应伸到集气瓶底

（8）不能用稀硫酸代替稀盐酸

☆考题详解☆

【考题示例】实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2。以上操作按由先至后的顺序排列正确的是(　　)。

A．①②③④⑤⑥  B．①④②③⑤⑥

C．①③②④⑤⑥  D．③①②④⑤⑥

方法点拨：

1、熟练掌握二氧化碳制取及收集的原理、步骤；

2、熟练掌握二氧化碳的性质。

☆跟踪练习☆

1．实验室制取二氧化碳气体应选用的仪器是(　　)。

A．长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管

B．集气瓶、试管、水槽、导气管

C．酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗

D．广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞

2．如图装置可以探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该实验的叙述正确的是（    ）

A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝

B．粗铜丝能控制反应的发生和停止

C．产生的二氧化碳可以用生石灰干燥

D．能验证二氧化碳的密度比空气大

3．在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。下图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是（    ）

随堂练习

知识点一、二氧化碳的制取研究

1．实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是(　　)。

A．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关

B．反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行

C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同

D．块状大理石与大理石粉末的组成不同

2．下列关于二氧化碳的说法错误的是（    ）

A．二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一

B．大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质

C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色

D．实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳

3．右图是干燥、收集某气体的装置。由实验装置可以推测该气体的有关性质，请你在表中找出相对应的选项（    ）

4．两份质量相同的碳酸钙，一份与足量的盐酸反应，一份充分煅烧，它们所生成的二氧化碳的质量(　　)。

A．一样多

B．充分煅烧生成的CO2多

C．与盐酸反应放出的CO2多

D．很难确定

5．（1）实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2的原理是                               （写化学方程式）,可选用下列装置            (填序号）制CO2。设计B装置时使用仪器a的目的是                   。

（2）在反应装置的残液中加入Na2CO3溶液，溶液PH变化如右图所示（提示：氯化钙溶液呈中性）：a点时，溶液中的溶质的化学式是                         。bc段溶液pH一直为7的理由是                                                              。滴入Na2CO3溶液的过程中观察到的现象依次是                                                                                         。

知识点二、二氧化碳的制取操作和性质检验

1．在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。下图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是（    ）

A．加入药品 B．收集气体     C．检查装置的气密性        D．验满

2．欲除去热水瓶胆内壁附着的水垢(主要成分是碳酸钙)，可采用的办法是(　　)。

A．加热  B．用砂纸擦洗

C．加稀盐酸浸洗  D．用水洗

3．实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物制取甲烷。标准状况下，甲烷密度比空气密度小，难溶于水。

（1）A装置图中，仪器①的名称是         。

（2）实验室制取并收集甲烷所需的仪器是         （选填下列装置图编号）。

4．化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列仪器和实验装置回答有关问题：

（1）仪器②的名称是                                     。 

（2）用①②③组合可制备CO2，写出实验室用此装置制备CO2的化学方程式                        。 

（3）收集CO2应选用装置                                         （填“④”或“⑤”） 

（4）利用图⑥所示装置（集气瓶中预先装满CO2气体）来验证CO2的性质，先加入足量氢氧化钠溶液，观察到的现象是气球                （填“变大”、“变小”或“不变”），反应方程式为___________；再加入足量的盐酸，观察到的现象是气球                     （填“变大”、“变小”或“不变”）。 

课后巩固

测试时间：45分钟  分值100分

姓名：                   班级：                   成绩：                  

一、选择题（4个小题，每小题4分，共16分）

1．下图是实验室依次制备、收集、验证、验满CO2的装置，其中正确的是（    ）

2．集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为(　　)。

①H2；②O2；③CO2。

A．只有①

B．只有①和② 

C．只有③

D．①②③均可

3．检验集气瓶中的二氧化碳是否收集满的方法是(　　)。

A．用肉眼观察

B．将燃着的木条伸到集气瓶口

C．称量集气瓶的质量

D．将石灰水倒入集气瓶中振荡

4．下列说法正确的是（　　）

A．仪器a是长颈漏斗

B．仪器b在实验中可直接加热

C．此装置可用于高锰酸钾制取氧气

D．此装置可制取、收集、检验二氧化碳

二、填空题：（每空3分，共84分）

1．某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，并收集纯净干燥的气体”的实验。设计了如下方案进行实验：(制得的CO2中常含有HCl和水蒸气)

（1）写出所标仪器的名称：①            。

（2）描述A中发生的现象：                                                。

（3）根据我们所学的知识，你认为A装置和              装置相连并产生的现象时就足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，写出所填置中发生反应的化学方程式                                    。

（4）该同学想要收集一瓶纯净干燥的该气体，连接上述装置的顺序是：（填写各接口字母）a→                                   。

2．实验室常用的制取气体的发生装置如下：

①仪器a的名称是        ；搭建B装置时，酒精灯应在固定仪器a之       （选填“前”或“后”）放置。

②实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应的化学方程式是                         。

③在实验室制取二氧化碳的研究中，进行了如下实验：

I.上述实验中反应的化学方程式是                                                   

II.若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与对照              （选填实验编号）。

III.除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是                          。

IV.研究发现酸的浓度越大，产生气体的速度越快，与甲比较，对丁分析正确的是               （选填编号）

A、反应更为剧烈               B、最终剩余溶液的质量更小

C、产生的二氧化碳的质量更大   D、粉末状大理石利用率更高

④下表中的两个实验，尽管在原料状态、发生装置等方面存在差异，却都能控制气体较平稳地产生。请从实验目的、原理、原料、装置、操作等方面思考后，具体阐述每个实验中气体较平稳产生的最主要的一个原因。

3．如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）。某学校两个化学实验探究活动小组的同学欲用它们完成各自的探究实验。

（1）                        第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）

①所选仪器的连接顺序为________→_______→________→________（填写仪器序号字母）。

②写出实验室制取二氧化碳的反应方程式______________________。

③检验集气瓶中气体是否为二氧化碳的具体方法_________________________。

（2）                        第二组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO2为催化剂）制备氧气，并对某种尼龙材料的组成元素进行分析探究。资料显示该尼龙材料一定含C、H、N三种元素。所选仪器按“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，（B1、B2为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性。使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）。试回答下列问题

①仪器A中所发生反应的化学方程式_______________________。

②仪器D中的明显现象是___________________________。

③仪器E中玻璃管中放入的尼龙试样碎屑质量为3．5g，塑料试样充分燃烧后，测得仪器B2的质量增加3．6g，则该塑料试样中H元素的质量分数为________。（结果保留一位小数）

④若装置中没有连接仪器B1，这样测算出的该塑料试样中H元素的质量分数与实际值比较将_______(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一)。

4．某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。请结合下图回答： 

（1）写出装置中仪器①的名称         。

（2）可通过加热二氧化锰和氯酸钾混合物制取氧气，反应中二氧化锰的作用是               ；该反应的化学方程式是                           。 

（3）实验室制取并收集二氧化碳的装置组合是     （填字母）；该反应的化学方程式是_____________      ；用G装置吸收二氧化碳气体时气体应从        （填“长”或“短”）导管口进入。

（4）双球洗气管常用于气体除杂、干燥、吸收（可防倒吸）等实验。为吸收某气体并检验其性质进行图中实验，发现紫色石蕊试液变色。请根据表中的数据判断左方进入的气体可能是                 （填字母）

A．NH3 B．HCl C．CO2 D．O2

5．请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。

（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为                ；

不选择第③组药品的原因是 _____________________________________________________ 。

（2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是   __________________________________________________________________ ；

（3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是   ________________