内容正文:
暑假化学预习讲义:第六单元 课题2 碳的氧化物
适配2024人教版九年级上册|八升九暑假预习
一、学习目标
(一)知识目标
1. 认识二氧化碳、一氧化碳两种碳的氧化物,熟记二者物理性质,对比性质差异,理解分子构成不同,物质化学性质不同。
2. 掌握二氧化碳四条核心化学性质,熟记相关实验操作、实验现象、化学方程式,厘清实验易错点。
3. 掌握一氧化碳三大化学性质:可燃性、还原性、毒性;掌握一氧化碳还原氧化铜整套实验要点,规范书写化学方程式,熟知实验安全要求。
4. 熟记二氧化碳用途;掌握温室效应产生原因、危害、防治措施,明确二氧化碳不属于空气污染物。
5. 理清二氧化碳与一氧化碳双向转化路径,书写对应化学方程式,构建物质转化网络。
6. 掌握多种方法鉴别一氧化碳与二氧化碳;掌握两类典型气体除杂方案,知晓除杂常见误区。
7. 区分易混概念:二氧化碳无毒、不能供给呼吸;一氧化碳具有剧毒;澄清石灰水用于检验二氧化碳,氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳。
8. 吃透三大重点实验:倾倒二氧化碳熄灭蜡烛实验、二氧化碳与紫色石蕊溶液实验、一氧化碳还原氧化铜实验。
(二)能力目标
1. 能够完整描述二氧化碳相关对比实验现象,建立控制变量的实验思维。
2. 能够根据实验目的,合理选择检验、除杂试剂,规范书写化学方程式。
3. 独立分析一氧化碳还原氧化铜实验装置、操作顺序、操作目的、实验现象、安全隐患与尾气处理方案。
4. 根据两种气体性质差异,自主设计多种实验方案鉴别一氧化碳与二氧化碳,规范表述操作、现象、结论。
5. 运用本节知识解释生活现象:地窖灯火试验、碳酸饮料原理、石灰墙硬化、燃煤通风预防煤气中毒。
6. 能判断气体除杂方案正误,理解不能用点燃法除去二氧化碳中少量一氧化碳的根本原因。
(三)素养目标
1. 建立分子构成决定物质性质的微粒观。
2. 辩证认识物质具有两面性:二氧化碳用途广泛,过量排放引发温室效应;一氧化碳可作燃料、冶炼金属,但具有毒性。
3. 树立严谨的实验安全意识,明白有毒气体实验必须进行尾气处理。
4. 树立低碳环保理念,形成绿色化学思想。
二、核心知识精细梳理
(一)二氧化碳
1. 物理性质
无色无味气体,密度比空气大,能溶于水;加压降温可得到液态二氧化碳;继续降温凝固形成固态二氧化碳,俗称干冰。干冰易升华,升华过程吸收大量热量,常用作制冷剂、人工降雨。
2. 化学性质
(1)一般条件下,二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,不能供给呼吸。
① 经典实验:向装有高低燃烧蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳,下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭。
② 生活应用:进入久未开启的地窖、深井、溶洞前,需要做灯火试验;若灯火熄灭,说明二氧化碳浓度过高,严禁直接进入。
(2)二氧化碳能溶于水
实验操作:向集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中,加入约三分之一体积的蒸馏水, 立即旋紧瓶盖,充分振荡塑料瓶。
(3)二氧化碳能与水发生反应
化学方程式:CO₂ + H₂O = H₂CO₃
碳酸不稳定,受热容易分解
化学方程式:H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O
① 实验操作:向紫色石蕊溶液通入二氧化碳,溶液变为红色;将变红的溶液加热,溶液恢复紫色。
② 易错辨析:使石蕊溶液变红的物质是碳酸,二氧化碳本身不显酸性,不能使紫色石蕊变色。
(4)二氧化碳能与氢氧化钙反应,使澄清石灰水变浑浊,用于检验二氧化碳
化学方程式:CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O
① 实验现象:澄清石灰水变浑浊。
② 实际应用:检验二氧化碳气体;石灰浆抹墙慢慢变硬;长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色薄膜。
(5)二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,大量吸收除去混合气体中的二氧化碳
化学方程式:CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
① 实验现象:无明显现象。
② 关键区分:检验二氧化碳选用澄清石灰水;除去混合气体中的二氧化碳选用氢氧化钠溶液。
3. 二氧化碳主要用途
灭火;生产碳酸饮料;干冰用于人工降雨、生鲜冷藏保鲜;温室大棚气体肥料。
4. 二氧化碳对环境的影响——温室效应
(1)形成原因:大量燃烧化石燃料,排放大量二氧化碳;森林植被被破坏,植物吸收二氧化碳能力下降,大气中二氧化碳含量升高。
(2)造成危害:全球气候变暖;两极冰川融化,海平面上升;土地荒漠化;极端天气频发。
(3)防治措施:减少化石燃料使用;开发太阳能、风能等清洁能源;大力植树造林;倡导低碳出行与低碳生活。
重要提示:二氧化碳不属于空气污染物。
(二)一氧化碳
1. 物理性质
无色无味气体,难溶于水,密度略小于空气。
拓展:一氧化碳密度与空气接近,不能用排空气法收集,只能使用排水法;家用煤气添加带有特殊气味的气体,便于泄漏时及时察觉。
2. 化学性质
(1)可燃性
① 实验现象:气体燃烧,产生蓝色火焰,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
② 注意事项:点燃一氧化碳前必须验纯,防止发生爆炸;一氧化碳可作为气体燃料。
(2)还原性,一氧化碳还原氧化铜
① 实验现象:黑色固体逐渐变为红色,生成的气体能够使澄清石灰水变浑浊。
② 实验操作顺序及原理:
Ⅰ. 实验开始:先通入一氧化碳,排尽装置内空气,再加热,防止加热时一氧化碳与空气混合发生爆炸;
Ⅱ. 实验结束:先停止加热,持续通入一氧化碳直至玻璃管冷却,防止生成的铜在高温下重新被空气中氧气氧化;
Ⅲ. 尾气处理:装置末端必须处理尾气,可点燃或者收集,防止一氧化碳逸散污染空气,使人中毒。
(3)毒性
① 中毒原理:一氧化碳极易与人体血液中的血红蛋白结合,阻碍血红蛋白运输氧气,造成机体缺氧,严重时致人死亡。
② 安全防范:室内使用燃煤、燃气设备时,保持空气流通。
(三)二氧化碳与一氧化碳相互转化
1. 二氧化碳转化为一氧化碳
2. 一氧化碳转化为二氧化碳
三、重难点解析
(一)重点
1. 二氧化碳、一氧化碳物理性质、化学性质,熟练书写对应化学方程式。
2. 二氧化碳的检验方法;一氧化碳还原氧化铜实验全套操作、现象、注意事项。
3. 二氧化碳用途、温室效应相关知识点。
4. 一氧化碳与二氧化碳鉴别方法、混合气体除杂思路。
(二)难点
1. 运用分子构成理论,解释一氧化碳与二氧化碳性质差异。
2. 区分二氧化碳检验试剂与除杂吸收试剂,理解选用依据。
3. 一氧化碳还原氧化铜实验操作顺序与安全风险分析。
4. 除杂误区:不能采用点燃方式除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳。
四、典型例题
1. 一氧化碳与二氧化碳化学性质差异巨大,根本原因是( )
A. 组成元素种类不同
B. 相对分子质量不同
C. 分子构成不同
D. 碳元素化合价不同
答案:C
解析:分子是保持物质化学性质的最小粒子,二者分子构成不同,化学性质不同。
2. 下列关于二氧化碳说法正确的是( )
A. 二氧化碳有毒,不能供给呼吸
B. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液变红,说明二氧化碳具有酸性
C. 实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳
D. 二氧化碳过量排放会形成酸雨
答案:C
解析:二氧化碳无毒;使石蕊变红的是碳酸;二氧化碳引发温室效应,不会造成酸雨。
3. 一氧化碳还原氧化铜实验中,先通入一氧化碳的目的是( )
A. 加快反应速率
B. 排尽装置内空气,防止加热发生爆炸
C. 便于观察实验现象
D. 除去装置内水蒸气
答案:B
4. 除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳,最合适的试剂是( )
A. 蒸馏水
B. 澄清石灰水
C. 氢氧化钠溶液
D. 灼热氧化铜
答案:C
解析:氢氧化钠溶解度大,吸收二氧化碳能力强,适合除杂;澄清石灰水多用于检验。
5. 下列方案无法区分一氧化碳与二氧化碳的是( )
A. 通入澄清石灰水
B. 分别点燃
C. 通入紫色石蕊溶液
D. 观察气体颜色
答案:D
解析:两种气体均为无色,无法依靠颜色鉴别。
五、分层练习
(一)基础填空题
1. 二氧化碳与一氧化碳化学性质不同的根本原因是________________________。
2. 固态二氧化碳俗称________,升华过程________热量,常用来人工降雨。
3. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液,溶液变红,反应方程式:________________________;加热后溶液恢复紫色,反应方程式:________________________。
4. 实验室检验二氧化碳的化学方程式:________________________。
5. 除去混合气体中大量二氧化碳,常用氢氧化钠溶液,反应方程式:________________________________。
6. 一氧化碳燃烧火焰呈________色。
7. 一氧化碳还原氧化铜生成_______________________。
8. 进入久未开启的地窖前,需要做________试验,依据二氧化碳________________________的性质。
9. 除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳,可将混合气体通过________________。
10. 二氧化碳转化为一氧化碳,反应条件为________。
(二)单项选择题
1. 下列不属于二氧化碳用途的是( )
A. 灭火 B. 人工降雨 C. 作燃料 D. 温室气体肥料
2. 关于一氧化碳叙述错误的是( )
A. 具有可燃性 B. 具有毒性
C. 难溶于水 D. 可用向下排空气法收集
3. 石灰浆抹墙,一段时间后墙面变硬,原因是( )
A. 石灰浆水分蒸发干燥
B. 氢氧化钙与氧气发生反应
C. 氢氧化钙与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙
D. 氢氧化钙自行分解
4. 下列措施不利于减缓温室效应的是( )
A. 植树造林
B. 大量燃烧煤炭、石油
C. 开发太阳能、氢能
D. 绿色出行,减少私家车使用
5. 一氧化碳还原氧化铜实验必须进行尾气处理,主要原因是( )
A. 尾气温度较高
B. 一氧化碳有毒,排放到空气中污染大气
C. 防止澄清石灰水倒吸
D. 提高原料利用率
(三)简答拔高题
1. 二氧化碳和一氧化碳组成元素完全相同,为什么化学性质差别很大?
2. 简述一氧化碳还原氧化铜完整操作顺序,并说明每一步操作的目的。
3. 检验二氧化碳使用澄清石灰水,除去二氧化碳选择氢氧化钠溶液,请说明理由。
4. 能否采用点燃的方法除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳?请说明原因。
5. 请简述干冰能够用于人工降雨的原理。
(四)实验探究题
请设计三种不同实验方案区分一氧化碳与二氧化碳,依次写出实验操作、实验现象、实验结论。
六、参考答案与解析
(一)基础填空题
1. 二者分子构成不同
2. 干冰;吸收
3. CO₂ + H₂O = H₂CO₃;H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O
4. CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O
5. CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
6.蓝色
7. 铜和二氧化碳
8. 灯火;不能燃烧、不支持燃烧,不能供给呼吸
9. 灼热的氧化铜
10. 高温
(二)单项选择题
1. C 解析:二氧化碳不能燃烧,不能用作燃料。
2. D 解析:一氧化碳密度与空气接近,不可用排空气法收集。
3. C
4. B
5. B
(三)简答拔高题
1. 答:分子是保持物质化学性质的最小粒子,二氧化碳与一氧化碳分子构成不同,因此化学性质不同。
2. 答:先通入一氧化碳,排尽装置内空气,再加热;实验结束,先停止加热,持续通入一氧化碳直至玻璃管冷却。先通一氧化碳防止加热发生爆炸;实验结束继续通气,防止生成的铜被空气中氧气重新氧化。
3. 答:澄清石灰水与二氧化碳反应出现明显浑浊现象,适合检验;氢氧化钠易溶于水,溶液浓度高,吸收二氧化碳能力更强,适合除去气体中的二氧化碳。
4. 答:不能。大量二氧化碳存在时,少量一氧化碳无法被点燃,难以除尽。
5. 答:干冰升华吸收大量热量,使周围空气温度快速下降,空气中水蒸气遇冷液化,形成降雨。
(四)实验探究题
方案一:将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,则为二氧化碳;无明显现象,则为一氧化碳。
方案二:分别点燃气体,气体能够燃烧,产生蓝色火焰,则为一氧化碳;气体不能燃烧,则为二氧化碳。
方案三:将气体通入紫色石蕊溶液,溶液变红,则为二氧化碳;溶液无变化,则为一氧化碳。
七、本节知识小结
1. 二氧化碳:无色无味气体,密度大于空气,能溶于水;不可燃不助燃,可与水、碱发生反应;干冰升华吸热,用于人工降雨、制冷。
2. 一氧化碳:无色无味气体,难溶于水;具有可燃性、还原性、毒性;实验必须做好尾气处理。
3. 核心逻辑:分子构成决定物质性质;反应物、反应条件影响物质转化。
4. 必考区分:澄清石灰水检验二氧化碳;氢氧化钠溶液吸收二氧化碳;除去二氧化碳中的一氧化碳通过灼热氧化铜;不可点燃除杂。
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