内容正文:
大自然中的二氧化碳
1. 了解二氧化碳在自然界中的循环及温室效应的危害与防治措施,掌握二氧化碳的性质与用途。
2. 了解实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置及收集方法,初步掌握实验室制取气体的思路和方法。
复习目标
1. 大自然中的二氧化碳
(1) 二氧化碳的循环:大气中的二氧化碳是通过动植物的 呼吸 作用,煤、 石油 、 天然气 等化石燃料的燃烧及微生物的分解作用而产生的,植物的 光合 作用又消耗了二氧化碳。
呼吸
石油
天然气
光合
知识梳理
(2) 导致温室效应(即全球气候变暖)的气体主要是 二氧化碳 ,还有甲烷、臭氧等。温室效应的危害:导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市,使土地沙漠化,导致农业减产等。控制温室效应的措施有减少使用煤、石油、天然气等化石燃料,更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐等。
二氧化碳
(3) 在通常状况下,二氧化碳是一种 无色 、 无味 、密度比空气 大 、 能 溶于水的气体,在一定压强和低温条件下能变成固体,俗称 干冰 。
(4) 二氧化碳的化学性质
① 一般情况下,二氧化碳不能 燃烧 ,也不能 支持燃烧 。
② 二氧化碳能与水反应生成 碳酸 ,反应的化学方程式为 CO2+H2OH2CO3 ,碳酸不稳定,易分解,反应的化学方程式为 H2CO3H2O+CO2↑ 。
无色
无味
大
能
干冰
燃烧
支持燃烧
碳酸
CO2+
H2OH2CO3
H2CO3H2O+CO2↑
a. 与澄清石灰水反应: Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O (用于检验二氧化碳)。
b. 与氢氧化钠溶液反应: 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O (用于吸收二氧化碳)。
④ 二氧化碳与灼热的碳反应的化学方程式为 CO2+C2CO (该反应吸热,是化合反应)。
Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
CO2+C2CO
③ 二氧化碳与碱溶液反应(用化学方程式表示)。
(5) 二氧化碳的主要用途:用于灭火、干冰可作制冷剂和用于人工降雨、作温室的气体肥料、是重要的工业原料。
2. 二氧化碳的制取
(1) 二氧化碳的实验室制法
① 药品及原理:用块状 大理石 (或 石灰石 )和稀 盐酸 反应,反应的化学方程式为 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 。
② 发生装置:适宜用 固液常温(或固液不加热) 型发生装置。
③ 收集方法:常用 向上排空气 集气法收集。一般不用排水集气法收集的原因是 CO2能溶于水且能与水反应 。
大理石
石灰石
盐酸
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
固液常温(或固液不加热)
向上排空气
CO2能溶于水且能与水反应
④ 检验方法:在集气瓶中倒入适量的澄清石灰水,振荡(或将气体通入足量澄清石灰水中),若澄清石灰水变浑浊,则证明气体是二氧化碳。
⑤ 验满方法:将燃着的木条置于集气瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已经集满。
(2) 工业上用煅烧石灰石的方法制取二氧化碳,化学方程式为 CaCO3CaO+CO2↑ 。
(3) CO2的净化与干燥
① 若要制取一瓶纯净、干燥的CO2,装置中导管接口正确的连接顺序为 abcde 。
CaCO3CaO+CO2↑
abcde
装置 B 的作用: 检验 HCl 是否被除尽 。
装置 C 的作用: 除去水蒸气(或干燥二氧化碳) 。
检验 HCl 是否被除尽
除去水蒸气(或干燥二氧化碳)
② 装置 A 的作用: 除去CO2中混有的 HCl 。
除去CO2中混有的 HCl
考点一 大自然中的二氧化碳
1. (2023·苏州一模)下列关于二氧化碳的说法错误的是( C )
A. 二氧化碳可用于制碳酸类饮料
B. 干冰(固态二氧化碳)可用于人工降雨
C. 常温下二氧化碳是一种有刺激性气味的有毒气体
D. 大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用
C
考点突破
2. (2023·合肥新站二模)“碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消,实现碳的“零排放”。下列有关“碳循环”“碳中和”的说法,错误的是( A )
A. 每个人都是“碳循环”的参与者,“碳循环”中的“碳”是指碳单质
B. 开发和使用可再生能源,控制二氧化碳的排放量
C. 大力植树造林,控制CO2在空气中的含量
D. “碳中和”能有效维持“碳循环”的相对稳定,控制日趋严重的温室效应
A
3. (2023·临沂)碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为