第二节 二氧化碳的排放（导学案） 化学北京版九年级上册

第六章 开展低碳行动 第二节 二氧化碳的排放 一、知识目标 1.能说出自然界中产生二氧化碳的途径，以及人类活动（如生产、生活）中排放二氧化碳的常见方式。 2.能解释生产水泥、金属冶炼过程中产生二氧化碳的基本原理。 3.能准确表述实验室制取二氧化碳的反应原理，识别常用实验装置，并说明不同装置的优点与不足。 二、核心素养目标 1.化学观念：能从元素不变的角度理解二氧化碳制取的反应，清楚自然界和人类活动中二氧化碳的排放路径，明白“物质能转化、转化伴随能量变化”，知道碳循环对生态环境的重要作用。。 2.科学思维：能对比实验室制取二氧化碳的三种方案，分析反应快慢、产物状态对实验的影响，结合实验现象说出选药品的理由；能归纳不同发生装置的优缺点，用证据推理得出结论。。 3.科学探究与实践：能自己设计并组装带多孔隔板等的固液常温型发生装置，熟练掌握“连接装置—检查气密性—装药品—收集—验满—检验”的实验步骤，提升动手操作和创新设计能力，体会科学探究要严谨。 4.科学态度与责任：能结合中国二氧化碳排放趋势图，认识人类活动对环境的影响，理解“碳中和”的意义，树立低碳生活、保护地球的意识，愿意关注社会问题并思考如何解决。。 一、学习重点 1.能准确记住实验室制取二氧化碳的化学反应原理。 2.能清晰区分实验室制取二氧化碳的发生装置（固液常温型）和收集装置（向上排空气法），并知道选择这两种装置的依据（反应物状态、反应条件，气体密度、水溶性）。 二、学习难点 1.面对多种固液常温型发生装置，难以清晰对比并说出每种装置在控制反应开始与停止、添加药品便利性、反应速率控制等方面的优点和不足。 2.容易混淆“选择装置的依据”与“装置本身的优缺点”。 一、自然界中二氧化碳的产生 1.细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 2.有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应生成二氧化碳并放出能量，这个过程可以表示为：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+能量（葡萄糖）。 3.自然界除生命体呼吸作用产生二氧化碳外， 火山喷发产生的气体和岩石风化产生的气体中也含有少量的二氧化碳。 二、人类活动中二氧化碳的排放 1.人类活动中二氧化碳的排放主要分为能源相关排放和工业过程排放。能源相关排放主要指煤、石油、天然气等含碳元素的化石燃料的燃烧产生的二氧化碳，而在工业过程排放主要是水泥、石灰、钢铁等相关产业释放的二氧化碳。 2.水泥是主要的建筑材料，水泥的生产是二氧化碳排放量较高的工业生产。 生产水泥的主要过程是：把石灰岩（主要成分碳酸钙CaCO3 ）和黏土等材料混合加热，得到氧化钙（CaO）作为水泥的主要成分之一，同时释放出二氧化碳。该过程可表示为： 3.金属冶炼工业除了因使用化石燃料作为主要能量来源燃烧释放二氧化碳以外，有些金属冶炼过程也会释放二氧化碳。例如，用木炭或一氧化碳与铁矿石中铁的氧化物反应，生成铁的同时也生成二氧化碳，该主要过程可表示为：、。 4.除了工业生产排放大量二氧化碳外，人类日常生活也直接或间接地排放二氧化碳。例如，饮食带来的碳排放问题也是全球关注的热点。 三、实验室制取二氧化碳 1.我们已经从自然界和人类活动两方面了解了一些二氧化碳的排放途径。我们还可从物质的元素组成、分子和原子等化学学科角度进行解释、整理、预测新的反应，并依据以上思路设计实验室制取二氧化碳的方案。 2.实验室制氧气的反应原理：含氧化合物氧气， 依据元素守恒——寻找反应物，寻找的起点——已知的化学反应 3.参考实验室制取氧气的思路和方法：依据实验目的选择化学反应及药品：大理石与石灰石；CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑；依据药品状态和反应条件选择发生装置：固液常温型；依据气体密度和溶解性 选择收集装置：向上排空气法；依据生成气体性质设计检验和验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明气体已收集满。检验：取少量收集到的气体，通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，可确认是二氧化碳。 一、自然界中二氧化碳的产生 活动一：自然界中产生二氧化碳的途径 归纳总结：书本中介绍自然界中产生二氧化碳的途径有哪些？ 答案：生物的分解和腐烂、呼吸作用、 火山喷发、岩石风化。 问题思考：呼吸作用是如何产生二氧化碳的呢？ 答案：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧气的参与。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应生成二氧化碳并放出能量。 二、人类活动中二氧化碳的排放 活动二：人类活动中二氧化碳的排放途径 归纳总结：人类活动中二氧化碳的排放途径有哪些呢？ 答案：化石燃料的燃烧、冶炼金属、水泥的生产、食品生产。 问题思考1：化石燃料的燃烧的过程中产生二氧化碳的基本原理？ 答案：C + O2 CO2，2CH4+3O22CO2+4H2O，2CO+O22CO2 问题思考2：生产水泥过程中产生二氧化碳的基本原理？ 答案：生产水泥的主要过程是：把石灰岩（主要成分碳酸钙CaCO3 ）和黏土等材料混合加热，得到氧化钙（CaO）作为水泥的主要成分之一，同时释放出二氧化碳。水泥的生产该过程可表示为： 问题思考3：金属冶炼过程中产生二氧化碳的基本原理？ 答案：用木炭或一氧化碳与铁矿石中铁的氧化物反应，生成铁的同时也生成二氧化碳，该主要过程可表示为：、。 活动三：我国二氧化碳的排放情况 问题思考：阅读1997—2020 年中国二氧化碳排放趋势图，思考2个问题：①我国二氧化碳排放的主要途径是什么？ ②哪些产业部门的二氧化碳排放量较大？ 答案：我国二氧化碳排放的主要途径是煤炭的使用，工业和电力的二氧化碳排放量较大。 三、实验室制取二氧化碳的原理 活动四：制取某种物质的反应物的依据 问题思考：观察实验室制氧气的反应原理，反应物和生成物有什么特点？ 答案：生成物与反应物都有着相同的元素，因此可以说寻找制取某种物质的反应物的依据——元素守恒。寻找的起点——已知的化学反应。 活动五：实验室制取二氧化碳的原理 问题思考1：初步确定实验室制取二氧化碳的药品有哪些？ 答案：初步确定以下三种方案：CaCO3+H2SO4 = CaSO4+H2O+ CO2↑，大理石与石灰石；CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 问题探究：根据实验现象，哪种药品组合最适合实验室制取二氧化碳？ 答案：通过对比发现，①石灰石+稀硫酸，石灰石表面有少量气泡，过一会儿反应停止，因此反应速率太慢；②石灰石+稀盐酸，石灰石表面有大量气泡，反应能持续进行，反应速率适中，易于控制与收集；③碳酸钠+稀盐酸，剧烈反应、短时间内产生大量气泡，反应瞬间停止但由于反应速率太快，不易控制与收集。所以选择②石灰石+稀盐酸最合适。 问题思考2：①石灰石+稀硫酸，石灰石表面有少量气泡，为什么过一会儿反应停止？ 答案：石灰石中的碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，它附着在石灰石表面，阻止反应进一步发生。反应的化学方程式是CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑ 活动六：书写实验室制取二氧化碳化学反应方程式 问题探究：如何书写化学反应方程式？ 答案：CaCO3＋HCl=CaCl2＋H2CO3，H2CO3不稳定，易分解，H2CO3=H2O＋CO2↑，所以书写化学反应方程式应为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。 四、实验室制取二氧化碳的装置 活动七：实验室制取气体的装置选择 问题探究：如何选择制取气体的装置？ 答案：发生装置由反应物的状态和反应条件决定，常见发生装置有固液常温型和固体加热型；收集装置由气体的密度和水溶性决定，常见收集装置有向上排空气法，向下排空气法和排水法。 活动八：实验室制取二氧化碳的装置 问题探究：实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置？ 答案：反应物是大理石（固体）和稀盐酸（液体），反应条件是常温，不需要加热，所以选择固液常温型发生装置；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，与水反应，用向上排空气法收集。 活动九：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的装置 问题思考1：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的发生装置有哪些？ 答案：简易装置（试管和带导管的单孔橡皮塞）；用长颈漏斗和锥形瓶组成的装置；用分液漏斗和锥形瓶组成的装置；用带有破洞的试管、带导管的单孔橡皮塞和烧杯组成的装置；用带有尖端的烧瓶和烧杯组成的装置；用U型管连接导管及弹簧夹组成的装置；用长颈漏斗、试管、弹簧夹及多孔塑料隔板。 问题思考2：自主设计并组装的发生装置的优缺点? 答案：简易装置（试管和带导管的单孔橡皮塞）组装简易，操作简单，制取气体较少；用长颈漏斗和锥形瓶组成的装置可以制取较多气体，添加液体比较方便；用分液漏斗和锥形瓶组成的装置添加液体比较方便，可以控制反应速率，用注射器和试管组成的装置添加液体比较方便，可以控制反应速率；用带有破洞的试管、带导管的单孔橡皮塞和烧杯组成的装置；用带有尖端的烧瓶和烧杯组成的装置；用U型管连接导管及弹簧夹组成的装置；用长颈漏斗、试管、弹簧夹及多孔塑料隔板，它们都可以控制反应的发生和停止. 问题思考3：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的收集装置？ 答案：采用向上排空气法，可以为：集气瓶、导管和玻璃片组成的装置，也可以利用2个导管，让二氧化碳长进短出。 活动十：实验室制取二氧化碳的思路 归纳总结：总结实验室制取二氧化碳的思路？ 答案：第一步连接装置：首先按所选固液常温型发生装置和向上排空气法收集装置的要求，将各仪器组装连接好。第二步检查装置气密性：先用弹簧夹夹紧胶皮管，再往长颈漏斗注入足量的水至长颈漏斗下端管口被淹没，静置一会儿，若漏斗内液面不再下降，可证明装置气密性良好。第三步添加反应物：气密性合格后，先向反应容器中加入大理石（或石灰石），再通过长颈漏斗注入稀盐酸。第四步收集气体：将导管伸入集气瓶底部，用向上排空气法收集二氧化碳。第五步验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明气体已收集满。最后一步是检验：取少量收集到的气体，通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，可确认是二氧化碳。 1.自然界中二氧化碳的产生 ①生物的分解和腐烂：有机物二氧化碳+其他物质 ②呼吸作用：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+能量（葡萄糖） ③岩石风化 ④火山喷发:CS2 + 3O2 =CO2 + 2SO2 2.人类活动中二氧化碳的排放 ①化石燃料的燃烧：C + O2CO2，2CH4+3O222CO2+4H2O，2CO+O22CO2 ②冶炼金属：、 ③水泥的生产： ④食品生产 3.实验室制二氧化碳 ①药品和反应原理： 石灰石或大理石与稀盐酸：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O ②实验装置 发生装置：固液常温型 收集装置：向上排空气法 ③检验与验满 检验：将气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 验满：将燃着的木条伸到集气瓶口，木条熄灭。 ④实验步骤：连—查—装—集—验—检 1.2021年我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林，节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是（　　） A．大量使用一次性餐具    B．使用新技术提高传统能源的利用效率 C．利用风能实现清洁发电    D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 【答案】A 【详解】A、大量使用一次性餐具，不利于节能减排，故不利于实现碳中和； B、使用新技术提高传统能源的利用效率，利于节能减排，故利于实现碳中和； C、利用风能实现清洁发电，利于节能减排，故利于实现碳中和； D、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品，利于减少二氧化碳排放，故利于实现碳中和。 故选：A。 2.实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答下列问题： （1）指出图中仪器g的名称______。 （2）实验室制取二氧化碳，发生反应的化学方程式                     。 （3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰的混合物的方法制取氨气，由于氨气极易溶于水，且密度比空气小，所选择的发生装置为______。 （4）如用F装置收集氢气，气体应从______进入。（填“a或b”） 【答案】试管 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O C b 【详解】（1）由图可知，g为试管，故填：试管。 （2）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。 （3）氨气极易溶于水，且密度比空气小，只能用向下排空气法收集，故选：C。 （4）氢气密度比空气小，气体短进长出，故选：b。 3.如图所示为实验室制取CO2的发生装置。 （1）与A装置相比，B装置的优点是 。 （2）在加入药品之前，检查C装置气密性的方法是 。 （3）按图甲中C所示将大理石放在多孔塑料隔板上，若打开弹簧夹，通过长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液刚好浸没大理石，此时观察到的现象是 。 （4）与B装置相比，C装置的优点是 ；如图乙所示， （填字母）装置也具有这一优点。 【答案】（1）便于添加稀盐酸 （2）用弹簧夹夹紧橡皮管，向长颈漏斗中注水至形成一段水柱，静止片刻，若液面不下降则说明气密性良好 （3）大理石表面产生大量气泡 （4）能控制反应的发生与停止 E、G 【详解】（1）A 是一种制取气体的简易装置，B 中添加了长颈漏斗，可以随时添加液体试剂，操作较简便 （2）C 装置的气密性检查方法：①手握法，先从长颈漏斗口加水至浸没下端管口，再将导管放入水中，用手紧握试管外壁，导管口有气泡产生，则不漏气；②采用直接加水法，先用弹簧夹夹住乳胶管，从长颈漏斗口处加水，观察到长颈漏斗内形成一段稳定的水柱，则不漏气) （3）（4）C 中将大理石放在多孔塑料隔板上，当稀盐酸与大理石接触时，二者发生反应，产生气泡，若夹紧弹簧夹，产生的气体不能放出，试管内压强增大，试管中的液体被压回长颈漏斗，使固体与液体分离，反应就会停止，因此这种装置可以控制反应随时发生或停止，图乙中的 E、G 装置也具有相同的作用。 考点1 二氧化碳的检验和验满 1.小猪妖在实验室看到多种物质，想要进行鉴别。下列实验操作合理的是 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和二氧化碳 通入澄清石灰水 B 鉴别蔗糖水和生理盐水 品尝 C 鉴别碳粉和二氧化锰 观察颜色 D 鉴别氧气和空气 伸入带火星的木条 A．A B．B C．C D．D 【答案】AD 【详解】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但氮气不能，则能鉴别，该选项正确； B、实验室中的药品不能品尝，该选项不正确； C、碳粉和二氧化锰均为黑色，不能鉴别，该选项不正确； D、氧气能使带火星的木条复燃，空气不能，则能鉴别，该选项正确。 故选AD。 2.为鉴别分别盛有空气、氧气、二氧化碳的三瓶气体，应选用的方法是 A．将气体分别通入水中 B．将带火星的木条分别伸入三瓶气体中 C．将气体分别通入澄清石灰水中 D．将燃着的木条分别伸入三瓶气体中 【答案】D 【详解】A、空气和氧气通入水中均无明显变化，二氧化碳通入水中能溶于水，但无明显现象，不能鉴别，该选项不符合题意； B、氧气能使带火星的木条复燃，空气和二氧化碳均不能，该选项不符合题意； C、二氧化碳使石灰水变浑浊，空气和氧气均无明显变化，该选项不符合题意； D、在氧气中，木条燃烧更旺，在二氧化碳中，木条熄灭，在空气中，木条继续燃烧但无明显变化，该选项符合题意。 考点2 制取二氧化碳的原理 3.用下列装置进行实验室制取二氧化碳 (1)实验室制取二氧化碳的方程式是 。 (2)若用E装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是 ； (3)用装置B作为实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置在操作上的优点是 ；装置B中多孔隔板的作用是 。 A．承载大理石        B．吸附        C．控制反应开始与结束        D．促于液体流动 收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是 ；（答一点即可） (4)为了解装置B具有操作上的优点的原因，他们在装置C中连接压强传感器，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图D）。下列说法正确的是 （填序号）。 I.ab段试管中液面逐渐上升                 II.bc段固体与稀盐酸完全接触 Ⅲ.c点的对应操作是打开弹簧夹             Ⅳ.bc段压强基本不变，说明装置气密性好 (5)下列装置有B装置的优点且工作原理相似的是 。 【答案】(1) (2)防止二氧化碳溶于水，且与水反应 (3) C AD 装置漏气 (4)Ⅲ、Ⅳ (5)C 【详解】（1）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （2）若用E装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是：防止二氧化碳溶于水且与水反应； （3）装置B中可将固体置于多孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，生成气体，故优点是：可以控制反应的发生和停止，多孔隔板的作用是：承载大理石,促于液体流动。 故填：C；AD； 收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是装置漏气； （4）I.ab段压强增大，此时生成气体，液体被压入长颈漏斗中，试管中液面逐渐下降，不符合题意； II.bc段压强不变，此时固体与稀盐酸分离，反应停止，不符合题意； Ⅲ.c点的对应操作是打开弹簧夹，气体导出，压强下降，符合题意； Ⅳ.bc段压强基本不变，说明装置气密性好，气体没有逸出，符合题意。 故选Ⅲ、Ⅳ； （5）A、该装置中石灰石和稀盐酸直接接触，无法分离，不能控制反应的发生和停止，不符合题意； B、该装置可以通过上下移动粗铜丝，实现固液的接触和分离，从而控制反应的发生和停止，B装置是通过开关止水夹，通过压强变化控制发生的发生和停止，原理不同，不符合题意； C、该装置中，可将石灰石置于有孔塑料片上，关闭止水夹，通过漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，生成气体，可以控制反应的发生和停止，且与B装置原理相同，符合题意； D、该装置中石灰石与稀盐酸无法分离，不能控制反应的发生和停止，不符合题意。 故选C。 4.如图是大理石和稀盐酸反应的实验装置图，请回答下列问题： (1)实验现象：试管中白色固体表面有 产生，固体逐渐 ；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变 。 (2)实验前要先检查装置的气密性，正确的操作顺序为 。 A．将导管一端伸入水中    B．用手紧握试管    C．连接仪器 若观察到水中导管口有 ，说明装置不漏气；产生上述现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体 (填“增多”或“温度升高”)，压强增大， (填“大于”或“小于”或“等于”)外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。 【答案】(1) 气泡 减少 浑浊 (2) CAB 气泡 温度升高 大于 物理 【详解】（1）大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。所以实验现象为：试管中白色固体表面有气泡产生，固体逐渐减少；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水（主要成分是氢氧化钙）与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊。 （2） 检查装置气密性的正确操作顺序为：先连接仪器（C），再将导管一端伸入水中（A），最后用手紧握试管（B），所以顺序为CAB。若观察到水中导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。产生该现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体温度升高，压强大于外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程中没有新物质生成，发生物理变化。 考点3 制取二氧化碳的装置 5.下图是实验室常用的气体 制取或收集装置，请回答下列问题。 (1)写出仪器①的名称 (2)实验室用A装置制取氧气，其反应的符号表达式为 ； (3)实验室用F装置收集氧气时，待观察到气泡 冒出时开始收集。 (4)与B装置相比，实验室用C装置制取氧气的优点是 。 (5)常温下，实验室用大理石固体和稀盐酸液体反应制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应。则制取二氧化碳时应选择的发生和收集装置为 (填序号)。 【答案】(1)酒精灯 (2) (3)连续且均匀 (4)制液体的滴加，进而控制反应速率 (5)BD/CD 【详解】（1）由图可知，仪器①为酒精灯。 （2）A为加热固体的装置，可适用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为：。 （3）E装置为排水法收集装置，由于刚产生的气泡为空气，则应待气泡连续且均匀冒出时再开始收集。 （4）与B装置相比，C装置中的分液漏斗能控制液体的滴加，进而控制反应速率。 （5）实验室制取二氧化碳的反应为固液常温反应，发生装置选B或C，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，收集装置选D。 6.如图所示是实验室制取和收集气体的部分装置。请回答下列问题： (1)图中标号①仪器的名称为 。 (2)用高锰酸钾制取并收集比较纯净的氧气，应选择的制取装置是 (填字母)，使用时试管口应略向下倾斜，目的是 。用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式为 。 (3)操作过程中发现导管附近的水变红，你的改进建议是 。 (4)装置D作为收集装置检验氧气是否集满的操作方法是 。 (5)若用F装置收集氧气，则氧气应该从 端通入(填“m”或“n”)，若要从该装置另一端通入氧气并收集，可以采取的措施是 。 (6)请利用A-D装置完成实验：实验室常用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳。已知常温下二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水，且与水反应能生成碳酸。则制取二氧化碳的发生和收集装置是 。(填序号) (1)长颈漏斗 (2) BC 防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管 (3)在试管口放一团棉花 (4)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满 (5) m 瓶内装满水 (6)AD 【详解】（1）图中标号①仪器的名称为长颈漏斗。 （2）用高锰酸钾制取并收集比较纯净的氧气，发生装置应选固体加热型的B，收集纯净的氧气用排水法，即C，所以选择的制取装置是BC。 使用时试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。高锰酸钾制取氧气的符号表达式为：。 （3）操作过程中发现导管附近的水变红，是因为试管口没有放一团棉花，高锰酸钾粉末进入导管，改进建议是在试管口放一团棉花。 （4）装置D为向上排空气法收集氧气，检验氧气是否集满的操作方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。 （5）若用F装置收集氧气，因为氧气密度比空气大，所以氧气应从m端通入。 若要从该装置另一端通入氧气并收集，可以采取的措施是将瓶内装满水（此时氧气从n端通入，水从m端排出，利用排水法收集）。 （6）实验室用石灰石（固体）和稀盐酸（液体）制取二氧化碳，发生装置选固液不加热型的A；二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应，所以收集装置选向上排空气法的D，则制取二氧化碳的发生和收集装置是AD。 考点4 制取二氧化碳步骤及操作 7.气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置回答问题。 (1)实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸混合制取CO2的化学方程式为 ，利用该反应及C装置制取少量CO2的主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②组装仪器；③向分液漏斗中注入稀盐酸；④向锥形瓶中放入石灰石；⑤收集气体。正确的操作顺序是 。 (3)用F装置而不用D装置收集CO2气体的原因是 。 (4)大气中二氧化碳含量上升带来的环境问题是 。 【答案】(1) 形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出 可以控制反应速率 (2) ②①④③⑤ (3)二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能溶于水，且能与水反应 (4)温室效应加剧 【详解】（1）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是：形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出； 与装置B相比，装置C可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； （2）实验室用石灰石和稀盐酸混合制取二氧化碳的反应为石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； 利用该反应及C装置制取少量二氧化碳，首先应组装仪器，然后检查装置的气密性，防止装置漏气，收集不到气体，然后向锥形瓶中放入固体，即放入石灰石，然后向分液漏斗中注入稀盐酸，然后收集气体，故操作顺序是：②①④③⑤； （3）二氧化碳能溶于水，且能与水反应，故不能用排水法，即D装置收集，二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，即可用F装置收集，故填：二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能溶于水，且能与水反应； （4）二氧化碳属于温室气体，大气中二氧化碳含量上升，会导致温室效应加剧。 8．同学们在实验室中制取少量二氧化碳，并验证二氧化碳的化学性质，请你与他们一同完成以下内容。 【实验目的】 练习实验室制取二氧化碳的方法，加深对二氧化碳性质的认识。 【实验原理】 (1) （用化学方程式表示）。 【实验装置】 (2)装置如图所示，其中的玻璃仪器除导管外，还有 （写一种）。 【实验步骤】 (3)制取二氧化碳 ①连接仪器， 。 ②在装置中加入少量试剂，安装好仪器。 ③收集二氧化碳。 ④验满，操作是 。 (4)验证二氧化碳的性质 欲验证二氧化碳的性质，可进行的实验操作是 。 【答案】．(1) (2)长颈漏斗（合理即可） (3) 检查装置的气密性 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已经集满。 (4)将产生的二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明二氧化碳能与氢氧化钙反应 【详解】（1）实验室制取二氧化碳是使用大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故答案为：。 （2）由图可知，装置中的玻璃仪器除了导管外，还有长颈漏斗、锥形瓶和集气瓶，选择其中一个填写即可，故答案为：长颈漏斗（合理即可）。 （3）①连接仪器后，先检查装置的气密性，再添加药品制取气体，防止装置漏气，浪费药品； ④二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，故二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已经集满。故答案为：检查装置的气密性；将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，则已经集满。 （4）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故验证二氧化碳的性质：可将产生的二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明二氧化碳能与氢氧化钙反应。 考点5 制取气体的一般思路和方法 9.我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。 （1）实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有 (填序号)。 A 反应物的状态                      B 气体的密度 C 反应的条件                        D 气体的溶解性 （2）实验室部分装置如图（A﹣F）所示，请回答： （提示：装置C的多孔隔板，可以放置颗粒大小比孔径大的固体） 下表是初中几种常见气体的实验室制法，请你在横线上的空白处填上答案。 反应物 制取气体 发生装置（填字母） 收集装置（填字母） 大理石和稀盐酸 CO2 B或 锌粒和稀硫酸 H2 B D或 高锰酸钾 O2 E或D （3）实验室常用高锰酸钾来制取氧气，其化学方程式为 ； （4）小颖同学在探究二氧化碳性质时，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，石蕊溶液很快变红色，原因是 。 （5）若使用图1装置收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。若通过连接图1和图2装置来测量氧气的体积，应将图2装置的c端与图1装置的 （填“a”或“b”）端相连。一段时间后量筒内的凹液面如图3所示，则集得氧气的体积是 mL。 AC C E F A 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红 b a 42.0 【详解】（1）因为发生装置的选定与反应物的状态和反应条件有关．如反应物是固体+液体反应，不需加热，属于固液常温型制取气体；反应物都是固体，且需要加热，属于固体加热型，需要选用有酒精灯等加热装置的装置．故确定某种气体的发生装置时，需要考虑的因素是反应物的状态和反应条件；故填：AC。 （2）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热。二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集。实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，氢气难溶于水，密度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集；用高锰酸钾制取氧气需要加热。氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；故填：C；E；F；A。 （3）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。 （4）二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红。故填：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红。 （5）若使用图1装置收集氧气，气体应从短管进入，因为氧气的密度比水小，长管便于把水排出；若通过连接图1和图2装置来测量氧气的体积，应将图2装置的c端与图1装置的a端相连。一段时间后量筒内的凹液面如图3所示，则集得氧气的体积是42.0mL；故填：b，a，42.0。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 开展低碳行动 第二节 二氧化碳的排放 一、知识目标 1.能说出自然界中产生二氧化碳的途径，以及人类活动（如生产、生活）中排放二氧化碳的常见方式。 2.能解释生产水泥、金属冶炼过程中产生二氧化碳的基本原理。 3.能准确表述实验室制取二氧化碳的反应原理，识别常用实验装置，并说明不同装置的优点与不足。 二、核心素养目标 1.化学观念：能从元素不变的角度理解二氧化碳制取的反应，清楚自然界和人类活动中二氧化碳的排放路径，明白“物质能转化、转化伴随能量变化”，知道碳循环对生态环境的重要作用。。 2.科学思维：能对比实验室制取二氧化碳的三种方案，分析反应快慢、产物状态对实验的影响，结合实验现象说出选药品的理由；能归纳不同发生装置的优缺点，用证据推理得出结论。。 3.科学探究与实践：能自己设计并组装带多孔隔板等的固液常温型发生装置，熟练掌握“连接装置—检查气密性—装药品—收集—验满—检验”的实验步骤，提升动手操作和创新设计能力，体会科学探究要严谨。 4.科学态度与责任：能结合中国二氧化碳排放趋势图，认识人类活动对环境的影响，理解“碳中和”的意义，树立低碳生活、保护地球的意识，愿意关注社会问题并思考如何解决。。 一、学习重点 1.能准确记住实验室制取二氧化碳的化学反应原理。 2.能清晰区分实验室制取二氧化碳的发生装置（固液常温型）和收集装置（向上排空气法），并知道选择这两种装置的依据（反应物状态、反应条件，气体密度、水溶性）。 二、学习难点 1.面对多种固液常温型发生装置，难以清晰对比并说出每种装置在控制反应开始与停止、添加药品便利性、反应速率控制等方面的优点和不足。 2.容易混淆“选择装置的依据”与“装置本身的优缺点”。 一、自然界中二氧化碳的产生 1.细胞呼吸可分为 和 两种类型。 2.有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应生成二氧化碳并放出能量，这个过程可以表示为： 。 3.自然界除生命体呼吸作用产生二氧化碳外， 产生的气体和 产生的气体中也含有少量的二氧化碳。 二、人类活动中二氧化碳的排放 1.人类活动中二氧化碳的排放主要分为 和 。能源相关排放主要指煤、石油、天然气等含碳元素的 的燃烧产生的二氧化碳，而在工业过程排放主要是 等相关产业释放的二氧化碳。 2.水泥是主要的 ，水泥的生产是二氧化碳排放量较高的工业生产。 生产水泥的主要过程是：把石灰岩（主要成分 ）和黏土等材料混合加热，得到 作为水泥的主要成分之一，同时释放出二氧化碳。该过程可表示为： 。 3.金属冶炼工业除了因使用 作为主要能量来源燃烧释放二氧化碳以外，有些金属冶炼过程也会释放二氧化碳。例如，用 与铁矿石中 反应，生成铁的同时也生成二氧化碳，该主要过程可表示为： 。 4.除了 排放大量二氧化碳外， 也直接或间接地排放二氧化碳。例如， 也是全球关注的热点。 三、实验室制取二氧化碳 1.我们已经从 和 两方面了解了一些二氧化碳的排放途径。我们还可从物质的 、 等化学学科角度进行解释、整理、预测新的反应，并依据以上思路设计实验室制取二氧化碳的方案。 2.实验室制氧气的反应原理：含氧化合物氧气， 依据元素守恒—— ，寻找的起点—— 。 3.参考实验室制取氧气的思路和方法：依据实验目的选择化学反应及药品： ；依据药品状态和反应条件选择发生装置： ；依据气体密度和溶解性选择收集装置： ；依据生成气体性质设计检验和验满方法： 。 一、自然界中二氧化碳的产生 活动一：自然界中产生二氧化碳的途径 归纳总结：书本中介绍自然界中产生二氧化碳的途径有哪些？ 问题思考：呼吸作用是如何产生二氧化碳的呢？ 二、人类活动中二氧化碳的排放 活动二：人类活动中二氧化碳的排放途径 归纳总结：人类活动中二氧化碳的排放途径有哪些呢？ 问题思考1：化石燃料的燃烧的过程中产生二氧化碳的基本原理？ 问题思考2：生产水泥过程中产生二氧化碳的基本原理？ 问题思考3：金属冶炼过程中产生二氧化碳的基本原理？ 活动三：我国二氧化碳的排放情况 问题思考：阅读1997—2020 年中国二氧化碳排放趋势图，思考2个问题：①我国二氧化碳排放的主要途径是什么？ ②哪些产业部门的二氧化碳排放量较大？ 三、实验室制取二氧化碳的原理 活动四：制取某种物质的反应物的依据 问题思考：观察实验室制氧气的反应原理，反应物和生成物有什么特点？ 活动五：实验室制取二氧化碳的原理 问题思考1：初步确定实验室制取二氧化碳的药品有哪些？ 问题探究：根据实验现象，哪种药品组合最适合实验室制取二氧化碳？ 问题思考2：①石灰石+稀硫酸，石灰石表面有少量气泡，为什么过一会儿反应停止？ 活动六：书写实验室制取二氧化碳化学反应方程式 问题探究：如何书写化学反应方程式？ 四、实验室制取二氧化碳的装置 活动七：实验室制取气体的装置选择 问题探究：如何选择制取气体的装置？ 活动八：实验室制取二氧化碳的装置 问题探究：实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置？ 活动九：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的装置 问题思考1：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的发生装置有哪些？ 问题思考2：自主设计并组装的发生装置的优缺点? 问题思考3：自主设计并组装实验室制取二氧化碳的收集装置？ 活动十：实验室制取二氧化碳的思路 归纳总结：总结实验室制取二氧化碳的思路？ 1.自然界中二氧化碳的产生 ①生物的分解和腐烂： 。 ②呼吸作用： 。 ③岩石风化 ④火山喷发: 。 2.人类活动中二氧化碳的排放 ①化石燃料的燃烧： 。 ②冶炼金属： 。 ③水泥的生产： 。 ④食品生产 3.实验室制二氧化碳 ①药品和反应原理： 。 ②实验装置 发生装置： 。 收集装置： 。 ③检验与验满 检验： 。 验满： 。 ④实验步骤： 。 1.2021年我国政府工作报告中提出“做好碳中和工作”。碳中和是指通过植树造林，节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是（　　） A．大量使用一次性餐具    B．使用新技术提高传统能源的利用效率 C．利用风能实现清洁发电    D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 2.实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答下列问题： （1）指出图中仪器g的名称______。 （2）实验室制取二氧化碳，发生反应的化学方程式                     。 （3）实验室常用加热氯化铵和熟石灰的混合物的方法制取氨气，由于氨气极易溶于水，且密度比空气小，所选择的发生装置为______。 （4）如用F装置收集氢气，气体应从______进入。（填“a或b”） 3.如图所示为实验室制取CO2的发生装置。 （1）与A装置相比，B装置的优点是 。 （2）在加入药品之前，检查C装置气密性的方法是 。 （3）按图甲中C所示将大理石放在多孔塑料隔板上，若打开弹簧夹，通过长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液刚好浸没大理石，此时观察到的现象是 。 （4）与B装置相比，C装置的优点是 ；如图乙所示， （填字母）装置也具有这一优点。 考点1 二氧化碳的检验和验满 1.小猪妖在实验室看到多种物质，想要进行鉴别。下列实验操作合理的是 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别氮气和二氧化碳 通入澄清石灰水 B 鉴别蔗糖水和生理盐水 品尝 C 鉴别碳粉和二氧化锰 观察颜色 D 鉴别氧气和空气 伸入带火星的木条 A．A B．B C．C D．D 2.为鉴别分别盛有空气、氧气、二氧化碳的三瓶气体，应选用的方法是 A．将气体分别通入水中 B．将带火星的木条分别伸入三瓶气体中 C．将气体分别通入澄清石灰水中 D．将燃着的木条分别伸入三瓶气体中 考点2 制取二氧化碳的原理 3.用下列装置进行实验室制取二氧化碳 (1)实验室制取二氧化碳的方程式是 。 (2)若用E装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是 ； (3)用装置B作为实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置在操作上的优点是 ；装置B中多孔隔板的作用是 。 A．承载大理石        B．吸附        C．控制反应开始与结束        D．促于液体流动 收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是 ；（答一点即可） (4)为了解装置B具有操作上的优点的原因，他们在装置C中连接压强传感器，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图D）。下列说法正确的是 （填序号）。 I.ab段试管中液面逐渐上升                 II.bc段固体与稀盐酸完全接触 Ⅲ.c点的对应操作是打开弹簧夹             Ⅳ.bc段压强基本不变，说明装置气密性好 (5)下列装置有B装置的优点且工作原理相似的是 。 4.如图是大理石和稀盐酸反应的实验装置图，请回答下列问题： (1)实验现象：试管中白色固体表面有 产生，固体逐渐 ；烧杯中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变 。 (2)实验前要先检查装置的气密性，正确的操作顺序为 。 A．将导管一端伸入水中    B．用手紧握试管    C．连接仪器 若观察到水中导管口有 ，说明装置不漏气；产生上述现象的原因是：用手紧握试管，使试管中气体 (填“增多”或“温度升高”)，压强增大， (填“大于”或“小于”或“等于”)外界压强，在压强差的作用下，产生上述现象。此过程发生 变化(填“物理”或“化学”)。 考点3 制取二氧化碳的装置 5.下图是实验室常用的气体 制取或收集装置，请回答下列问题。 (1)写出仪器①的名称 (2)实验室用A装置制取氧气，其反应的符号表达式为 ； (3)实验室用F装置收集氧气时，待观察到气泡 冒出时开始收集。 (4)与B装置相比，实验室用C装置制取氧气的优点是 。 (5)常温下，实验室用大理石固体和稀盐酸液体反应制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应。则制取二氧化碳时应选择的发生和收集装置为 (填序号)。 6.如图所示是实验室制取和收集气体的部分装置。请回答下列问题： (1)图中标号①仪器的名称为 。 (2)用高锰酸钾制取并收集比较纯净的氧气，应选择的制取装置是 (填字母)，使用时试管口应略向下倾斜，目的是 。用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式为 。 (3)操作过程中发现导管附近的水变红，你的改进建议是 。 (4)装置D作为收集装置检验氧气是否集满的操作方法是 。 (5)若用F装置收集氧气，则氧气应该从 端通入(填“m”或“n”)，若要从该装置另一端通入氧气并收集，可以采取的措施是 。 (6)请利用A-D装置完成实验：实验室常用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳。已知常温下二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水，且与水反应能生成碳酸。则制取二氧化碳的发生和收集装置是 。(填序号) 考点4 制取二氧化碳步骤及操作 7.气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置回答问题。 (1)实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸混合制取CO2的化学方程式为 ，利用该反应及C装置制取少量CO2的主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②组装仪器；③向分液漏斗中注入稀盐酸；④向锥形瓶中放入石灰石；⑤收集气体。正确的操作顺序是 。 (3)用F装置而不用D装置收集CO2气体的原因是 。 (4)大气中二氧化碳含量上升带来的环境问题是 。 8．同学们在实验室中制取少量二氧化碳，并验证二氧化碳的化学性质，请你与他们一同完成以下内容。 【实验目的】 练习实验室制取二氧化碳的方法，加深对二氧化碳性质的认识。 【实验原理】 (1) （用化学方程式表示）。 【实验装置】 (2)装置如图所示，其中的玻璃仪器除导管外，还有 （写一种）。 【实验步骤】 (3)制取二氧化碳 ①连接仪器， 。 ②在装置中加入少量试剂，安装好仪器。 ③收集二氧化碳。 ④验满，操作是 。 (4)验证二氧化碳的性质 欲验证二氧化碳的性质，可进行的实验操作是 。 考点5 制取气体的一般思路和方法 9.我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。 （1）实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有 (填序号)。 A 反应物的状态                      B 气体的密度 C 反应的条件                        D 气体的溶解性 （2）实验室部分装置如图（A﹣F）所示，请回答： （提示：装置C的多孔隔板，可以放置颗粒大小比孔径大的固体） 下表是初中几种常见气体的实验室制法，请你在横线上的空白处填上答案。 反应物 制取气体 发生装置（填字母） 收集装置（填字母） 大理石和稀盐酸 CO2 B或 锌粒和稀硫酸 H2 B D或 高锰酸钾 O2 E或D （3）实验室常用高锰酸钾来制取氧气，其化学方程式为 ； （4）小颖同学在探究二氧化碳性质时，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，石蕊溶液很快变红色，原因是 。 （5）若使用图1装置收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。若通过连接图1和图2装置来测量氧气的体积，应将图2装置的c端与图1装置的 （填“a”或“b”）端相连。一段时间后量筒内的凹液面如图3所示，则集得氧气的体积是 mL。 / 学科网（北京）股份有限公司 $