主题二 专题3课题2 氧气和二氧化碳的性质 课件-2025-2026学年八年级化学沪科版（五·四学制）全一册

专题3　空气、氧气、二氧化碳 课题2　氧气和二氧化碳的性质 义务教育教科书（五·四学制） 化学 八年级 全一册 物质的性质决定了物质的用途。研究物质的性质，有助于人类更好地利用物质服务于生产和生活。我们知道，氧气和二氧化碳有着极其广泛的用途，那么它们分别具有哪些性质呢？ 氧气和二氧化碳的性质 课题2 学习聚焦 通过观察和实验比较，掌握氧气和二氧化碳的性质。 结合实例，说明氧气、二氧化碳的性质与应用的关系。 了解自然界中的氧循环和碳循环，树立保护环境的意识。 氧气有哪些性质 通常，人只需要吸入空气，即可获得所需的氧气。人体摄入的营养物质在氧气存在的条件下发生反应，从而为人体提供必需的养分与能量。人体若缺氧，则需专门提供氧气，如潜水、宇宙航行必须携带供氧气装置。在某些特殊情况下，需要高浓度氧气，如医疗急救中向病人输入高浓度氧气，航天员出舱前甚至要吸纯氧（图3.8）。 图3.8　氧气供给呼吸 动植物呼吸 潜水 医疗急救 氧气的另一重要用途是支持燃烧，可用于气割、炼钢，用作火箭推进剂等（图3.9）。 图3.9　氧气支持燃烧 气割 炼钢 火箭升空 在通常状况下，氧气是一种无色、无气味的气体。在0℃与101 kPa下，氧气的密度为1.429 g/L，略大于空气的密度（1.293 g/L）。氧气不易溶于水，在通常状况下，1 L水中大约能溶解30 mL氧气，水中生物就是靠溶解在水里的氧气呼吸的。在压强为101 kPa时，氧气在-183℃液化为淡蓝色液体，在-218℃变为雪花状淡蓝色固体。 1. 氧气与木炭反应 （1）如图3.10所示，用坩埚钳夹一小块木炭（主要成分是碳），在酒精灯上加热至木炭燃烧。将燃着的木炭迅速伸入盛有氧气的集气瓶中。 氧气的化学性质 实验探究 图3.10　木炭在氧气中燃烧 （2）向反应后的集气瓶中迅速倒入澄清石灰水（氢氧化钙水溶液），盖好玻璃片，轻轻摇动。观察并记录实验现象。 2. 氧气与铁丝反应 （1）将两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状。 （2）用坩埚钳夹住一根铁丝，在酒精灯上烧至红热。 图3.11　铁丝在氧气中燃烧 （3）用坩埚钳夹住另一根铁丝，在铁丝下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中（预先放入一些水或细沙），如图3.11所示。观察并记录实验现象。 实验编号 实验现象 1 （1） （2） 2 （2） （3） 实验结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 拓展思考 实验1中，向反应后的集气瓶中倒入澄清石灰水的目的是什么？ 实验2中，铁丝在空气中与在氧气中的实验现象有什么不同？为什么？ 实验中，我们可看出木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，铁丝在空气中很难燃烧，却可在氧气中燃烧。物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应。 点燃 碳 + 氧气　　　 二氧化碳  C 　 O2　　 　 CO2  点燃 铁 + 氧气　　　 四氧化三铁  Fe 　 O2　　 　 Fe3O4  比较和分析这两个化学反应的文字表达式，可以发现它们有一个共同的特点，即都是物质与氧气发生的化学反应，这类化学反应属于氧化反应。在自然界中，普遍存在和不断发生着氧化反应。例如，钢铁材料的氧化锈蚀；在生物体内，糖类与脂肪经过酶催化氧化反应，被分解为二氧化碳和水，同时释放能量。 由于氧气的化学性质比较活泼，有时人们也需要设法去除氧气或将物品与氧气隔离，如食品采用真空包装、金属表面涂防锈漆等。 二氧化碳有哪些性质 生产生活中，二氧化碳的用途十分广泛（图3.12）。大棚蔬菜种植需要用二氧化碳做“气体肥料”；生产碳酸饮料的主要原料之一就是二氧化碳；二氧化碳可用于灭火，二氧化碳灭火器是常见的灭火器；二氧化碳是重要的化工原料，它常用于生产纯碱、化肥等；固体二氧化碳还可用于冷藏食物、人工降雨和制造舞台云雾等。二氧化碳的这些用途反映出它具有哪些性质？ 图3.12　二氧化碳的常见用途 生产化肥 冷藏食物 人工降雨 气体肥料 生产碳酸饮料 灭火 在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无气味的气体。在加压、降温条件下将二氧化碳液化，可得到液态二氧化碳。进一步加压、降温即可得到固态二氧化碳。固态二氧化碳外形与冰相似，但在常压下，当温度高于-78.5℃时，就会升华，直接变成气态二氧化碳，因此固态二氧化碳常被称为“干冰”。由于干冰升华能够吸收大量的热，降温快而且不会出现任何的残留物，因此它常被用于食品的冷藏保鲜及运输；在较低的温度下，空气中的水蒸气就会凝结成小水滴，当小水滴继续聚集就可以形成降水，这就是利用干冰来人工降雨的原理。 1. 二氧化碳的密度比空气大吗？它支持燃烧吗 如图3.13所示，在大烧杯中固定两支高低不同的蜡烛，点燃蜡烛并通过漏斗向烧杯中缓缓倾倒一瓶二氧化碳。观察并记录实验现象。 探究二氧化碳的性质 实验探究 图3.13　倾倒二氧化碳 2. 二氧化碳与水反应 （1）向充满二氧化碳的软塑料瓶里迅速倒入半瓶水（提前滴加几滴紫色石蕊试液），旋紧瓶盖（不能漏气），如图3.14所示，充分振荡塑料瓶（注意，手轻握塑料瓶，尽量不用力挤压）。观察并记录实验现象。 （2）从软塑料瓶中倒出少量液体于一支试管中，如图3.15所示，对试管稍加热。观察并记录实验现象。 图3.14　二氧化碳溶于水 图3.15　加热试管中液体 实验编号 实验现象 1 2 （1） （2） 实验结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 证据推理 实验1的现象反映了二氧化碳的哪些性质？ 实验2（1）中，能说明二氧化碳与水发生反应的实验现象是什么？ 实验2（2）中，加热试管产生的实验现象说明了什么？ 由于二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，密度又大于空气，所以在实验1中看到了蜡烛自下而上逐渐熄灭，这也是二氧化碳能用于灭火的原因。在实验2中，二氧化碳能溶于水，导致软塑料瓶内压强略小于外部大气压强，大气压将瓶身轻微压瘪。同时，紫色石蕊试液变红，这是因为二氧化碳在溶于水的过程中还与水发生了化学反应，生成了能使紫色石蕊试液呈红色的碳酸。碳酸是溶解于水的部分二氧化碳与水反应的生成物。 二氧化碳 + 水　　　 碳酸  CO2  H2O　　 H2CO3  碳酸是一种不稳定的物质，稍加热就会分解成二氧化碳和水，二氧化碳从水中逸出，石蕊试液重新变成紫色。 碳酸　　　 二氧化碳 + 水  加热 H2CO3 　 CO2 　　H2O  二氧化碳被广泛用于生产碳酸饮料。由于碳酸受热分解且二氧化碳从人体内排出时有降温作用，所以碳酸饮料深受人们的青睐；但长期饮用碳酸饮料，可能会对身体产生不良影响。 探究氧气与木炭的反应时，向氧气与木炭反应后的集气瓶中倒入澄清石灰水，是因为二氧化碳能与澄清石灰水反应，生成碳酸钙和水，而碳酸钙难溶于水，使澄清石灰水变浑浊。这个化学反应常被用来检验二氧化碳的存在，其文字表达式为： 二氧化碳 + 氢氧化钙　　　 碳酸钙 + 水  CO2  Ca(OH)2　　 CaCO3  H2O 二氧化碳是一种重要的资源，在生产生活中具有广泛的用途。但是，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生不良影响，如造成呼吸困难，所以在人群密集的地方应注意通风换气。 观察图3.16，指出自然界中的氧气和二氧化碳气体的产生与消耗的主要途径，并思考它们对于稳定维持大气中氧气与二氧化碳含量的意义。 观察与思考 自然界中的氧循环和碳循环是怎样进行的 图3.16　自然界中的氧循环与碳循环简图 元素在地球各圈层及多种地球化学储集库之间，沿着循环的作用途径迁移活动的地球化学过程，我们称之为元素循环。氧元素是组成物质的主要元素之一，自然界通过含有氧元素的物质的转化使空气中氧气的含量几乎保持恒定，我们称为氧循环；相应地，自然界通过含有碳元素的物质的转化实现了碳循环，使得二氧化碳在自然界中保持一定的含量。自然界中的氧循环与碳循环对于维持人类生活与生态平衡具有重要的意义。 虽然燃料燃烧、生物呼吸等过程消耗了氧气，但是空气中的氧气不会大幅减少，因为绿色植物的光合作用会源源不断地释放出氧气，弥补了自然界中氧气的消耗，使空气中氧气的含量几乎保持恒定。 二氧化碳在大气中的含量也是相对稳定的。自然界中的一些变化会产生二氧化碳，如含碳燃料燃烧、火山喷发、生物的呼吸作用、生物体被微生物分解等过程。另一些变化会吸收二氧化碳，例如，绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生糖类；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，并最终转变成碳酸盐。 随着全球经济的发展，含碳燃料的消耗激增，大气中二氧化碳含量持续上升，导致温室效应加剧，全球变暖，带来了一系列环境问题。面对这些严峻的挑战，“低碳生活”“低碳经济”等理念应运而生。所谓“低碳经济”是指减少二氧化碳排放的一种经济发展形态。这要求在可持续发展理念指导下，通过技术创新、产业转型和新能源开发等手段，尽可能减少煤炭、石油等含碳能源的消耗。 图3.17　开展植树造林，践行低碳生活 学习本课题后，你应认识到自然界中氧循环和碳循环的重要意义，实现碳达峰、碳中和，是促进人与自然和谐共生的迫切需要。你知道我国在积极参与和引领全球气候治理中，采取了哪些措施吗？ 学习指南 归纳小结 氧气的化学性质较为活泼，能与  等许多物质发生反应。 二氧化碳是一种     的气体，密度比空气  ；它不能燃烧，在通常情况下，也不支持燃烧；它能与     等物质发生反应；它是植物进行光合作用不可缺少的物质。 自然界中的     对人类生活和生态平衡具有重要意义。为防止   效应加剧，人类应采取积极措施，减少    排放。 例题导引 问题： 如何用简便的方法鉴别氧气、二氧化碳这两种气体？ 分析： 鉴别物质可利用物质性质（物理性质或化学性质）的差异来设计实验，根据不同的现象进行鉴别，且注意选择简便易行的方案进行实验。分别使用集气瓶收集氧气和二氧化碳，利用下列方法进行鉴别。 方法1：将两根带火星的木条分别伸入两个集气瓶中，能使木条复燃的气体是氧气，使木条熄灭的气体是二氧化碳。 方法2：将等量澄清石灰水快速倒入两个集气瓶中，振荡，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，无明显现象的气体是氧气。 方法3：将2 mL水分别加入两个集气瓶中，振荡，再分别滴入两滴紫色石蕊试液，能使石蕊试液变红的气体是二氧化碳，没变化的是氧气。 练习巩固 1. 用短线将物质燃烧与其现象连接起来。 2. 木炭在空气中和在氧气中燃烧的现象有什么不同？你认为造成这些不同的原因是什么？ 物质燃烧 蜡烛在空气中燃烧 木炭在氧气中燃烧 铁丝在氧气中燃烧 红磷在氧气中燃烧 现象 产生大量白烟 火星四射 产生火焰 发出白光 · · · · · · · · 3. 铁丝在氧气中燃烧的实验中，应预先在集气瓶中放入少量水或细沙，为什么？ 4. 人们有时需要利用氧气服务于生产生活，有时又需要阻止氧气与其他物质反应。请各举一例加以说明。 5. 下列生活中二氧化碳的用途分别与其哪些性质有关？ （1）用干冰冷藏食品。 （2）用二氧化碳灭火器灭火。 6. 请你利用家中的物品验证二氧化碳的某种性质，写出所需的实验用品、操作步骤、现象及结论。（实验中要注意安全） 感谢您的观看 Thank you $$