6.3碳达峰与碳中和课件-2024-2025学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第七单元 控制燃烧 第三节 碳达峰与碳中和 (2024鲁教版)九年级上 学习目标 了解自然界中的碳循环 01 02 实现双碳目标的路径 03 综合提升 化石燃料在人类社会的发展进程中发挥了巨大作用。然而,随着人类对化石燃料的过度开采和利器,排放到大气中的二氧化碳含量持续升高,由此引发全球气候变化。碳达峰与碳中和是全世界为应对过量碳排放带来的全球气候挑战达藏的其识。其中,“碳”指的主要是二氧化碳,实现“双碳”目标,要追根潮源,匣清“碳”从哪里来,又可以往里去。在此基础上找准问题解决的方向,开展积极行动。 一、了解自然界中的碳循环 科学家在一个固定的位置设置了高精度的气体分析仪器,对空气中二氧化碳的含量进行了连续测量。下图描述的是1958—2011年间的测量结果。 大气中二氧化碳含量增加的原因 1.观察图中曲线的形状和走势,想一想: (1)在不同年度,大气中二氧化碳含量的变化呈现了怎样的趋势? (2)图中蓝色曲线反映出的同一年度内大气中二氧化碳含量是如何变化的?是不 是每一年都在重复同样的变化规律?原因是什么? 2.观察(图中数字表示通过不同途经产生或消耗碳量的相对值),分析二氧化碳产生和消耗的途径,试讨论: (1)二氧化碳的产生途径有哪些?能解释其原理吗? (2)二氧化碳的吸收途径又有哪些?体现了二氧化碳的哪些性质? (3)从碳循环的角度分析,造成二氧化暖含量增加的主要原因是什么? (4)二氧化碳的循环对自然界和人类社会有什么重要意义? 1)在不同年度,空气中二氧化碳含量的变化的趋势是逐年升高: (2)同一年度内,冬季大气中二氧化碳的含量比夏季高,每一年度都在重复这样的变化规律,其原因是冬季取暖普遍使用的燃料是化石燃料,化石燃料燃烧产生大量的二氧化碳,而在冬季时绿色植物光合作用的减弱又减少了二氧化碳的吸收; (3)大气中二氧化碳的来源主要有煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧,其次是动植物的呼吸作用也会排放二氧化碳,另外动植物尸体经过微生物的分解也会释放二氧化碳。 4.如果大气中二氧化碳含量逐年升高,会对自然环境产生什么影响? 如果大气中二氧化碳含量逐年升高,会对自然环境产生影响。 观点1:科学家普遍认为,大气中二氧化碳含量升高会导致全球气候变暖,从而使冰川融化海平面上升,生物圈受到影响。 观点2:但也有一些科学家认为,目前尚无确切证据,说明二氧化碳含量升高与气候变化有直接的关系。 观点3:还有科学家认为,地球演化进程中的另一个冰期即将到来,二氧化碳含量升高导致的气候变暖,对延缓病期到来具有积极的作用。 5.以上观点你支持哪一点? 大气中二氧化碳含量持续升高是不是导致全球变暖的重要因素?地球环境的温度上升究竟是有利多还是弊多?尽管这些问题在科学界尚存在争议,但是全球变暖及其对自然环境带来的影响,的确是人类必须面对的挑战,也是我们每一个人都需要认真对待的重要问题。 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体,也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。自然界中的二氧化碳处于不停的循环过看中。一方面,绿色植物吸收大气中的二氧化碳,通过光合作用产生碳水化合物; 江河湖海的水体也会溶解二氧化碳,一部分最终转化为碳酸盐。另一方面,生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料燃烧、火山喷发等过程,又能将二氧化碳重新释放到大气中 在受到人类活动的强烈干扰以前,自然界中二氧化碳的吸收量与排放量大致相等,大气圈中的碳循环处于“收支平衡”的闭环模式,地球生态系统得以健康、稳定地运行。 人类大量开发利用化石燃料,使本应在生物圈岩石圈中留存数百年乃至千万年的碳,被大量且迅速地转化为二氧化碳涌人大气圈:此外大量耕地被占用、森林的过度欧伐等都会导数植被面积减少,使植物光合作用消耗二氧化族的总量降低。当大最排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时,就造成了碳循环的严重失衡。科学家普退认为,大气中二氧化碳含量升高会导致全球气候变暖,从而带来冰川融化、海平面上升、生物圈破坏等后果。 二、实现双碳目标的路径 修复大气中二氧化碳含量的平衡必定要“降碳“——促使全球、国家、城市、企业等主体的碳排放由升转降。在此过程中,碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰;达蜂之后,人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平即为碳中和。 2020年9月,我国在联合国大会上承诺:中国将提高国家自主贡献力度,梁取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一承诺体现了我国的责任担当,也是我国实现绿色可持续发展的内在要求。 实现“双碳”目标的思路 破中和最核心的科学问题是物质转化和能量转换。我们把碳循环过程中向大气中释放二氧化碳的现象简称“破排放”,把大气中相对于“收变平街”的暖循环而言,二氧化碳过量的现象简称“碳赶称”。结合所学,你认为实现“双碳”目标的基本思路是什么?请尝试完成以下任务: 1,挠出从源头上减少“疾排放”的可行性路径 2.研究制定解决“碳超标”问题的方案。 实现“双碳”目标,一方面要从源头上减少化石燃料的利用,控制二氧化碳的产生,从而减少二氧化碳的排放。比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面,对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用,通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存(包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用,生物利用等)。总之,依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法,重塑碰循环的健康模式。 “液态阳光”技术 2020年,千吨级“液态阳光”绿色甲醇示范项目在我国成功运行。它使用的及我 国科学家历时20年研发出的“浅志阳光”技术。该技术议二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成液体燃料甲醇,以替代化石能源,实现破的循环利用。每生产1t甲醇可消化1375t二玺化碶。我国市醇主要是以天热气和煤为原料生产,如果全部采用“液态阳光”技术,每年可转化掉上千万吨二氧化碳,并节省大量的化石料。 为满足人民日益增长的美好生活需要,我国面临着发展经济、改善民生、治理污染、保护生态等一系列艰巨任务。实现“双碳”目标,时间紧、任务重,必将是 “一场硬仗”,需要大家共同努力! 三、拓展提升 1 课堂导入 煤——工业的粮食 石油——工业的血液 天然气——主要成分CH4 二氧化碳在自然界中的循环还能保持平衡吗?二氧化碳在大气中的含量升高会对自然环境产生怎样的影响? 2 课堂活动 活动天地6-6 寻找图像中的信息 1.认真观察课本P136图中曲线的形状和走势,想一想: (1)图中红色曲线反映出的同一年度内空气中二氧化碳含量是如何变化的?是不是每一年都在重复同样的变化规律?原因是什么? 同一年度内空气中二氧化碳含量冬季高于夏季; 每一年都在重复同样的变化规律; 冬季植物的光合作用减弱,生活取暖,需要燃烧大量的化石燃料。 (2)在不同年度空气中二氧化碳含量的变化呈现了怎样的趋势? 空气中二氧化碳含量逐年递增 (3)你还能从这幅图中获得哪些信息? 从图中可以查出每一年的二氧化碳含量月平均值。 冬季 夏季 01 二氧化碳的循环 2.认真观察课本P137图,分析二氧化碳产生和消耗的途径,试讨论: (1)二氧化碳是怎样循环的? (2)二氧化碳的循环对自然界和人类社会有什么意义? (3)导致大气中二氧化碳含量逐年升高的可能原因是什么? 活动天地6-6 寻找图像中的信息 释放:217.1 吸收:213.8 01 二氧化碳的循环 2.认真观察课本P137图,分析二氧化碳产生和消耗的途径,试讨论: (1)二氧化碳是怎样循环的? (2)导致大气中二氧化碳含量逐年升高的可能原因是什么? 主要是人类对化石燃料持续进行的大规模开采和利用。 (3)二氧化碳的循环对自然界和人类社会有什么意义? 二氧化碳对地球生命具有重要意义。 如果没有二氧化碳,光合作用就不会发生绿色植物,就不会存在人类和其他动物,也会失去了生存的基础,如果没有二氧化碳,甚至地球也可能会变成冰球。 活动天地6-6 寻找图像中的信息 01 二氧化碳的循环 4.如果大气中二氧化碳含量逐年升高,会对自然环境产生什么影响? 如果大气中二氧化碳含量逐年升高,会对自然环境产生影响。 观点1:科学家普遍认为,大气中二氧化碳含量升高会导致全球气候变暖,从而使冰川融化海平面上升,生物圈受到影响。 观点2:但也有一些科学家认为,目前尚无确切证据,说明二氧化碳含量升高与气候变化有直接的关系。 观点3:还有科学家认为,地球演化进程中的另一个冰期即将到来,二氧化碳含量升高导致的气候变暖,对延缓病期到来具有积极的作用。 5.以上观点你支持哪一点? 大气中二氧化碳含量持续升高是不是导致全球变暖的重要因素?地球环境的温度上升究竟是有利多还是弊多?尽管这些问题在科学界尚存在争议,但是全球变暖及其对自然环境带来的影响,的确是人类必须面对的挑战,也是我们每一个人都需要认真对待的重要问题。 02 节能减排,低碳生活 03 实验室制取二氧化碳 1、药品: 信息导航:含CO32-的物质+酸 CO2 日常生活中含CO32-的物质主要有石灰石、大理石、碳酸钠等,常见的酸有稀硫酸、稀盐酸等。 ①大理石(或石灰石)和稀盐酸 CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2 ②大理石(或石灰石)和稀硫酸 CaCO3 + H2SO4=CaSO4 (微溶)+ H2O +CO2 ③碳酸钠粉末和稀盐酸 Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+ H2O + CO2 药品 是否适合实验室制取CO2 理由 向试管1 中倒入 稀盐酸2-3mL 向试管2 中滴加 稀硫酸 向试管3 中倒入 稀盐酸 反应速度太快,难以控制 石灰石 石灰石 碳酸钠 反应速度适中,易于控制 生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在石灰石的表面,阻止反应的发生。 适合 不适合 不适合 实验室制取二氧化碳 03 03 实验室制取二氧化碳 1、药品: 块状石灰石或大理石(固体)和稀盐酸(无色液体) 2、反应原理: 3、实验装置: √ √ 二氧化碳小资料:在通常状况下,二氧化碳是一种无色/能溶于水的气体,密度约为空气的1.5倍。 CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2 ①按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置并检查装置的气密性。 ②往锥形瓶中装入石灰石(或大理石),向分液漏斗中加入稀盐酸。 ③收集气体。 04 实验室制取二氧化碳 4、实验步骤(P142): 二 氧 化 碳 正放在桌面上 03 实验室制取二氧化碳 5、二氧化碳的检验与验满: 验证CO2: 把气体通入到澄清石灰水中,若石灰石变浑浊,则说明该气体是二氧化碳。 验满CO2: 用燃烧的木条放到集气瓶口,若木条熄灭则说明二氧化碳已满。 药 品: 块状石灰石或大理石(固体)和稀盐酸(无色液体) 反应原理: 收集方法: 向上排空气法 实验装置: 验满方法: 燃烧的木条 发生装置 收集装置 3 课堂小结 二氧化碳的实验室制法 CaCO3 + 2HCl=CaCl2 + H2O + CO2 4 典例分析 考点一:二氧化碳的循环 【典型例题1】“低碳生活”是指生活作息时所耗用的能量要尽量少,减低二氧化碳排放量,保“低碳生活”是指生活作息时所耗用的能量要尽量少,减低二氧化碳排放量,保护环境。下列做法符合“低碳生活”理念的是( ) A.节约用电 B.大量砍伐森林 C.提倡使用一次性木筷 D.尽量使用私家车等交通工具 【典型例题2】二氧化碳虽然只占空气总体积的0.03%,但对动植物的生命活动起着极为重要的作用,自然界中二氧化碳的循环如图所示,下列过程放在X处不合理的是( ) A.利用太阳能发电 B.人和动物的呼吸 C.化石燃料的燃烧 D.植物的呼吸作用 A A 考点二:实验室制取二氧化碳 【典型例题3】某物质在空气中完全燃烧后,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,该物质一定是( ) A.碳单质 B.含碳元素的化合物 C.含碳、氧元素的化合物 D.含碳元素的物质 【典型例题4】下列有关在实验室中制取二氧化碳的说法中,正确的是( ) A用排水法收集一瓶二氧化碳气体 B先将试管中放入石灰石,再滴入稀盐酸 C将燃着的木条伸入集气瓶内检验二氧化碳是否集满 D将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片,正放在桌上 【典型例题5】证明二氧化碳气体最可靠的方法是( ) A.将点燃的木条伸入瓶中看是否熄灭 B.将气体通入紫色石蕊试液看是否变红 C.将气体通入盛清石灰水看是否变浑浊 D.将气体充入气球看气球是否飞起 D D C 物质在化学变化中表现出来的性质。 物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。 物理性质 化学性质 物质性质 如可燃性、助燃性、氧化性、热不稳定性、腐蚀性、毒性等。 如颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等。 课堂导入 1 二 氧 化 碳 CO2气体 课堂活动 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 熔点 -56.6 -78.5 无色 无味 气体 液态呈无色液体,固态氧呈白色块状或片状固体 2 加压 降温 无色液体 降温 片状固体 压缩 干冰 101kPa,-78.50C 升华 干冰不是冰,是二氧化碳的固体 状态改变 ——物理变化 01 二氧化碳的物理性质 ①在铁架台上系一根细木棍,在木棍的两端各挂一个小纸袋,使其保持平衡,向其中一个小纸袋中倒入二氧化碳。 现象 结论 倒入二氧化碳的一端向下倾斜 二氧化碳的密度比空气大 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 熔点 无色 无味 气体 -56.6 -78.5 比空气大 01 二氧化碳的物理性质 ②向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约一半体积的蒸馏水,迅速拧紧瓶盖,震荡,观察现象。 现象 结论 塑料瓶变瘪了 二氧化碳能溶于水 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 熔点 无色 无味 气体 比空气大 -56.6 -78.5 能溶于水 02 二氧化碳的化学性质 ①将二氧化碳通入澄清石灰水中,观察现象。 现象 结论 澄清石灰水变浑浊 二氧化碳和石灰水发生反应, 生成了难溶于水的碳酸钙 化学方程式: Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 02 二氧化碳的化学性质 ②在烧杯中放两支高低不同的蜡烛,点燃蜡烛,然后将一个集气瓶中的二氧化碳缓慢地沿烧杯内壁倒入烧杯中,观察现象。 现象 结论 下面的蜡烛先熄灭, 上面的蜡烛后熄灭。 二氧化碳不支持燃烧也不能燃烧; 二氧化碳密度比空气大。 02 二氧化碳的化学性质 资料:紫色石蕊试液(或试纸)在遇到酸性物质时会变红,是一种指示剂,可以用来检验酸的存在。 ③取适量上述塑料瓶中的二氧化碳水溶液至试管中,滴1—2滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象。 再将上述试管加热,观察现象。 现象 结论 现象 结论 溶液由紫色变成红色 水和二氧化碳反应生成的碳酸使紫色石蕊变红。 化学方程式: CO2+H2O = H2CO3 有气泡产生,溶液由红色变成紫色 碳酸的化学性质不稳定,加热容易分解生成二氧化碳和水 化学方程式: H2CO3= CO2 +H2O 02 二氧化碳的化学性质 设计实验:证明是哪种物质使紫色石蕊试液变红色。 提供仪器药品:几朵紫色石蕊试纸制作的小花、几瓶二氧化碳气体、蒸馏水。 获得结论:是水和二氧化碳反应生成的新物质(碳酸)使紫色石蕊变红。 现象 变红 不变 不变 变红 02 二氧化碳的化学性质 某晚报以《半个西瓜三条人命》为题报道了某农村发生的悲剧:一个男孩将半个没吃完的西瓜放入自家久未开启过的菜窖,半个多小时没见该男孩回家,父母又先后进入菜窖查看,结果无一生还。 二氧化碳无毒,但是不能供给呼吸。 空气中二氧化碳的体积分数 对人体健康的影响 1% 使人感到气闷、头昏、心悸 4%-5% 使人感到气喘、头痛、眩晕 10% 使人神志不清、呼吸停止,以致死亡 灯火实验 02 二氧化碳的化学性质 博山溶洞又名樵岭前风景区,博山溶洞位于淄博市博山城西南8公里的樵岭前村一带,景区内峰峦迭翠,飞流叠瀑,素有天然公园之称。主要由朝阳洞,王母池和淋漓湖三个自然景区组成。三处景点由一条迂回曲折、峻险奇迷的山谷连接,两旁危岩陡峭高达40多米。博山溶洞,形成于1200万年以前,洞中钟乳产生于20-30万年之间。 石灰岩的主要成分是碳酸钙,碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水时,会慢慢变成可溶于水的碳酸氢钙。 当受热或压强突然变小时,水中的碳酸氢钙会分解,重新变成碳酸钙沉积下来。 CO2 +H2O+CaCO3 = 2Ca(HCO3)2 2Ca(HCO3)2 = CO2 +H2O+CaCO3 1、一般情况下,CO2不燃烧,也不能支持燃烧。 2、CO2跟水反应生成碳酸。 CO2+H2O = H2CO3 H2CO3 = CO2 +H2O 3、CO2与石灰水[Ca(OH)2]反应,使澄清石灰水变浑浊。 CO2+ Ca(OH)2 = H2O +CaCO3 4、二氧化碳不能供给呼吸,无毒。 (此反应常用于检验二氧化碳气体的存在) 二氧化碳的化学性质 02 03 二氧化碳的用途 讨论:性质决定用途,根据二氧化碳的性质,你能推断二氧化碳的用途吗? CO2 物理性质 无色、无味的气体,密度大于空气,能溶于水,固体叫“干冰” 用途 制汽水 灭火 人工降雨 气体肥料 化学性质 不燃烧、不支持燃烧 不供给呼吸 与水反应: 与澄清石灰水反应: 3 课堂小结 4 典例分析 考点一:二氧化碳的性质 【典型例题1】鉴别CO2、O2、空气三瓶气体时,最简便且可行的方法是( ) A、用燃着的木条分别伸入集气瓶中 B、分别加入石灰水并振荡 C、分别滴入紫色石蕊试液 D、分别加入水并振荡 【典型例题2】CO2能使紫色石蕊试液变红是因为( ) A、密度比空气大 B、可以溶解在水里 C、与水发生化学反应生成碳酸 D、CO2分子可以与紫色石蕊直接反应 【典型例题3】有关CO2性质的叙述正确的是( ) A、溶于水,有毒,水溶液使紫色石蕊试液变红 B、难溶于水,比空气重,无毒 C、能溶于水,比空气重,一般情况下不支持燃烧 D、因为它有毒,所以不能供呼吸 A C C 考点二:二氧化碳的用途 【典型例题4】日常生活中,我们给墙壁抹石灰,当石灰水变干时墙壁会变得很白。在这过程中,为了使效果更好,人们常在房中放一盆炭火,这是为什么呢?利用你所学到的知识解释一下。 C + O2 CO2 点燃 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O 因为二氧化碳可以与石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙,放一盆炭火可以使室内的二氧化碳的浓度增大,而且室内的温度也会升高有利于反应的进行。 碳单质的性质和用途(9年5考) 1. (成都真题组合)根据图文回答下列问题: (1)C60与金刚石、石墨具有相似的_(填“化学”或“物理”)性质。[2016成都15(1)③题1分](2)金刚石的_(填“硬度”或“密度”)大。[2015成都15(1)①题1分] 化学 硬度 一氧化碳和二氧化碳(9年7考) 2. (2014成都16题10分)碳及其化合物与人类关系密切。(1)碳可以作燃料,在空气中充分燃烧的化学方程式是_。(2)碳在空气中不充分燃烧,可以生成一氧化碳。根据化学方程式计算,3 g碳不充分燃烧生成一氧化碳的质量是多少? C+O2 CO2 解:设生成一氧化碳的质量为x 24 56 3g x x=7g 答:生成一氧化碳的质量为7g. 2C+O2 2CO (3)一氧化碳应用广泛,其主要用途为_(举一例),但使用时要特别小心,防止_。 作燃料(或冶炼金属等) 中毒(或泄漏) 二氧化碳的制取与性质实验(9年5考) 3. [2016成都17(3)(4)题5分]实验室要制取氧气和二氧化碳,现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸和稀硫酸,以及下列仪器。回答下列问题: (3)制取二氧化碳时,反应的化学方程式是_ _。除上述仪器以外,另选仪器在右图方框内画出排空气法收集二氧化碳的装置。 CaCO3+2HCl===CaCl2+ H2O+CO2 (4)实验室一般不用块状石灰石与稀硫酸反应制取二氧化碳,但能用石灰石粉末与稀硫酸来制取,能制取的理由是_ _。 反应生成的硫酸钙微溶,会覆盖在块状石灰石表面阻止反应进行,而粉末状石灰石与稀硫酸接触面积大,反应能够顺利进行 4. (2013成都17题9分)如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。 请回答下列问题:(1)将A、E装置连接时,应将A装置的导管a与E装置的导管_(选填“b”或“c”)相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是_ _。(2)将A、B装置连接,观察到的现象是_,可验证二氧化碳的性质是_。 c 用燃着的木条靠近E装置的b导管口,若木条熄灭,则二氧化碳已收集满 紫色石蕊溶液变为红色 二氧化碳能与水反应 (3)将A、C装置连接,可验证二氧化碳与氢氧化钙的反应,该反应的化学方程式为_。(4)用E装置收集满一瓶二氧化碳气体,取下双孔橡皮塞,将瓶中的气体沿D装置烧杯右侧内壁缓慢倒入,观察到的现象是_ _,这些现象说明二氧化碳具有的物理性质是_,化学性质是_、_。 密度比空气大 不能燃烧 不支持燃烧 Ca(OH)2+CO2=== CaCO3 +H2O 燃着的蜡烛由下至上 依次熄灭 Administrator (A) - (5)实验室新制的CO2常混有HCl气体,若将A装置的导管a与盛有_(填试剂名称)的E装置的导管c连接可除去HCl气体。(6)将A、B装置连接一段时间,若测得B中溶液的pH=4,此时加热B中的溶液至90 s时,CO2完全排出,画出加热过程pH变化图像(忽略杂质气体的影响)。[2021成都18(2)③题1分] 饱和碳酸氢钠溶液 创新考法 5. (2021北京)用如图实验验证CO2的性质。 (1)实验室制取CO2的化学方程式为_。 (2)观察到短蜡烛熄灭后。关闭K,片刻后长蜡烛熄灭,由此得出的结论是_。(3)观察到纸花变红,由此并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论,理由是_。 2HCl+CaCO3=== CaCl2+H2O+CO2 CO2的密度比空气大,不支持燃烧 没有验证CO2不能使干燥的紫色石蕊纸花变红 6. (2020锦江区一诊改编)二氧化碳实验室制取实验: (1)选用药品。按如下三个实验,取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图1所示: 实验 .块状大理石、10%H2SO4溶液 实验 .块状大理石、7%HCl溶液 实验 .大理石粉末、7%HCl溶液 图1 图1中丙对应实验_(选填“ ”“ ”或“ ”);确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳,相应的化学方程式是_。 CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2 (2)搭建装置。组装一套简易可随时控制反应发生与停止的发生装置,应从图2中选用_(选填编号)。实验室若用过氧化氢溶液和二氧化 锰粉末制备氧气,化学方程式为_;_ (选填“能”或“不能”)使用组装的这套装置实现随时控制该反应的发生与停止。 图2 bcfg 不能 2H2O2 2H2O+O2 (3)检查装置气密性。若按图3连接装置,先_,再加水至长颈漏斗下端形成一段水柱,静置,若观察到_,说明气密性良好。 图3 用弹簧夹夹紧橡胶管 水柱高度不变 【温馨提示】更多试题详见微专题2 碳和碳的氧化物 化学性质 C60 石墨 金刚石 木炭、活性炭 稳定性 可燃性 还原性 思维导图 碳单质 碳的氧化物 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 用途 化学性质 用途 制取 物理性质 自然界中的碳循环 温室效应与低碳生活 化学性质 一、碳单质(C) 物理性质和用途 金刚石 物理性质:无色透明,天然存在最_的物质用途:可用于裁玻璃、切割大理石、装在钻探机钻头上、 作装饰品等 石墨 物理性质:深灰色,质_,有滑腻感和优良的_性用途:可用于制造铅笔芯、石墨电极、石墨电刷等 C60:由分子构成,形似足球,有可能广泛用于超导、催化、材 料、医学及生物学等领域 物理性 质差异 大的原 因_ _ _ 硬 软 导电 碳原 子排列 方式不同 【补充】木炭、活性炭:a.主要成分:碳单质;b.物理性质:疏松多孔,具 有很强的_性;c.用途:可用于吸附色素、异味等 吸附 化学性质和用途 稳定性:常温下,碳的化学性质_,不与其他物质发生反应,如用 墨书写的字画能长时间保存不易褪色 可燃性(与氧气反应) 充分燃烧(化学方程式): _ 不充分燃烧(化学方程式):_ 用途:_ 不活泼 作燃料 C+O2 CO2 2C+O2 2CO 一、碳单质(C) 还原性(与某些氧化物反应) 与二氧化碳反应(化学方程式):_ 与氧化铜反应(化学方程式):_ _ 与氧化铁反应(化学方程式):_ _ C+CO2 2CO C+2CuO CO2 3C+2Fe2O3 3CO2 +4Fe 用途:_ +2Cu 冶炼金属 CO+CuO Cu+CO2 二、一氧化碳(CO) 物理性质:通常状况下是_色_味的气体、_溶于水 化学性质 与用途 可 燃 性 现象:产生蓝色火焰,放出热量,生成能使澄清石灰水 变_的气体化学方程式:_ 用途:_ 还 原 性 与CuO 反应 现象:黑色粉末变_化学方程式:_ 与Fe2O3反应 现象:红棕色粉末变_化学方程式:_ 用途:_ 无 无 难 浑浊 作燃料 红 黑 冶炼金属 2CO+O2 2CO2 3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2 毒性:极易与血液中的血红蛋白结合,使之失去携氧能力而使人中毒(煤气中毒) 三、二氧化碳(CO2 ) 物理性质:无色无味气体、_溶于水、密度比空气_,固体二氧化碳(俗称_) 升华时吸收大量的热 化学性质 a. 一般情况下,既不燃烧也不支持燃烧 b.与水反应:化学方程式为_ 能 大 干冰 H2O+CO2 === H2CO3 c.与碱反应 澄清石灰水 氢氧化钠 现象:澄清石灰水_ 化学方程式:_ 实验室应用:_ 变浑浊 检验二氧化碳 CO2+Ca(OH)2 === CaCO3 +H2O 化学方程式:_ 实验室应用:吸收或除去二氧化碳 2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O d.与碳反应:化学方程式:_,该反应为_(填“吸 热”或“放热”)反应 e.参与光合作用 吸热 CO2+C 2CO 三、二氧化碳(CO2 ) 化学性质 用途 人工降雨,食品保鲜 干冰升华吸热(该过程属于物理变化) 制作碳酸饮料 二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸 灭火 二氧化碳密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧 作气体肥料 利用的性质 利用的性质 利用的性质 自然界中二氧化碳的循环: 制取 二氧化碳的实验室制取(详见微专题2) 工业制法:高温煅烧石灰石(化学方程式):_ 对生活和环境的影响 绿色植物的光合作用 人、动植物的呼吸作用及化石燃料的燃烧等 _ _加剧,全球气候变暖 产生 原因 化石燃料的大量燃烧 防治 减少使用_ 开发新能源,如_ 森林不断减少 防治:大力植树造林,禁止乱砍滥伐, 退耕还林等 二氧化碳(或CO2) 氧气(或O2) 温室效应 化石燃料 太阳能 CaCO3 CaO+CO2 三、二氧化碳(CO2 ) _ 低碳生活 概念:是指日常生活所耗用的能量要尽量减少,从而降低_ _的排放量做法:不使用一次性用品,教科书循环使用,尽量使用公共交通工具等 二氧化碳对人体健康的影响:CO2本身没有毒性,但不能供给呼吸,当空气 中二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响。因此在人群密集 的地方应注意通风换气,在进入久未开启的菜窖前,必须先做_ (或CO2) 灯火试验 对生活和环境的影响 三、二氧化碳(CO2 ) 二氧化碳 四、CO和CO2的鉴别与除杂 鉴别 鉴别方法 实验现象 CO2 CO 分别通入澄清石灰水中 _ _ 分别通入紫色石蕊溶液中 溶液变红 无明显现象 分别通过灼热的氧化铜粉末中 _ _ 点燃 不燃烧 气体可燃,产生蓝色火焰 澄清石灰水变浑浊 无明显现象 无明显现象 黑色粉末逐渐变为红色 除杂 CO2(CO) 通过足量灼热的_ CO(CO2) 依次通过足量的_溶液、_ 氧化铜 氢氧化钠(或NaOH) 浓硫酸 1. 请写出下列物质的化学式甲:_ 乙:_ 丙:_ CO Na2CO3 CaCO3 2. 写出化学方程式①_②_③_④_⑤_ ⑥_ ⑦_ 2C+O2 2CO C+O2 CO2 2CO+O2 2CO2 CO2+C 2CO H2CO3===H2O+CO2 H2O+CO2===H2CO3 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O ⑧_⑨_⑩_⑪_⑫_ Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O(与丙物质对应) Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3 +2NaOH(与丙物质对应) CH4+2O2 CO2+2H2O 实验 10.倾倒二氧化碳 实验装置 小实验满分练 人教上 图6-14 P117 实验装置 实验操作 将集气瓶中的CO2气体沿烧杯内壁缓慢倒入 实验现象及分析 观察到_,从灭火原理分析蜡烛熄灭的原因是_ 实验结论 由上述实验现象可知CO2物理性质是 _,化学性质是_。二氧化碳的用途是_ 人教上 图6-14 P117 下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭 与氧气(或空气)隔绝 密度比空气大 不燃烧也不支持燃烧 用于灭火 实验 11.二氧化碳溶解性 实验装置 实验操作 ①如图甲,将烧杯中的水注入盛满CO2气体的软塑料瓶中,立即拧紧瓶盖,振荡,振荡的目的是_; ②图乙中,将装满CO2的试管倒扣在装有水的烧杯中 人教上 图6-15 P117 使水与二氧化碳充分接触 实验装置 实验现象及分析 一段时间后,观察到甲中_,产生这一现象的原因是_;乙中观察到_ 实验结论 由上述实验现象可知,CO2的一个物理性质是能溶于水 人教上 图6-15 P117 塑料瓶变瘪 二氧化碳溶于水使得瓶内气压小于大气压 试管内液面上升 实验 12.鸡蛋壳与醋精反应 实验装置 实验操作 取一个小玻璃杯,放入洗净的碎鸡蛋壳,然后加入一些醋精(主要成分是酸),立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住 实验现象及分析 观察到碎鸡蛋壳逐渐减小,有_产生,玻璃片出现白色浑浊 实验结论 由上述实验现象可知,碎鸡蛋壳与醋精反应可能生成了_ (填化学式) 人教上 课外实验 P122 气泡 CO2 13. 二氧化碳与水反应 实验一:如图1所示,用四朵被石蕊溶液染成紫色的干燥纸花来探究二氧化碳是否与水反应。 人教上 图6-16 P118 图1 ①实验现象及分析 实验 实验现象 纸花变红 纸花_ 纸花不变色 纸花变红 分析 酸能使紫色石蕊变红 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳_使紫色石蕊变色 二氧化碳与水反应生成 的 _使紫色石蕊变红 不变色 不能 碳酸(或H2CO3) ②实验结论:_。 二氧化碳能与水反应生成酸性物质 实验二: 人教上 图6-25节选 P126 图2 ①如图2所示,先将CO2通入紫色石蕊溶液中,可观察到溶液变红,产生该现象的原因是_(用化学方程式表示,下同)。 ②再将该试管加热,观察到溶液由红色变为紫色,产生该现象的原因是_。 CO2+H2O=== H2CO3 H2CO3 CO2 +H2O [创新实验]实验三: 用如图装置进行实验,验证CO2的性质。图中,a、c为用紫色石蕊溶液润湿的小纸花,b为用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥小纸花。 图3 ①若观察到a、c变红,b不变红,可验证CO2的性质是_。 ②若验证了“CO2的密度大于空气”,应观察到的现象是_。 可与水反应生成酸性物质 小纸花c先变红,a后变红 图3 14. 二氧化碳与澄清石灰水、氢氧化钠溶液反应 人教上 图6-13节选 P115 (1)甲实验中观察到的现象为_。 澄清石灰水变浑浊 (2)乙实验中,向锥形瓶中滴加氢氧化钠溶液,观察到的现象为_。若要利用该装置证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应,应补充的对比实验是:将氢氧化钠溶液换为_,观察现象。 小气球胀大 等量的蒸馏水 人教上 图6-13节选 P115 $$