新人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)例題精講：第6單元 課題3二氧化碳和一氧化碳

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課題3　二氧化碳和一氧化碳 答案： (1)大　(2)能　(3)干冰　(4)CO2＋H2O===H2CO3　(5)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　(6)溫室效應(yīng)　(7)滅火　(8)難　(9)2CO＋O22CO2　(10)還原　(11)CO＋CuOCu＋CO2 1．二氧化碳的性質(zhì) (1)實(shí)驗(yàn)探究 ① 傾倒二氧化碳實(shí)驗(yàn) a．步驟：向盛有燃著蠟燭的燒杯中，緩緩傾倒二氧化碳(如圖)。 b．現(xiàn)象：蠟燭由低到高依次熄滅。 c．分析：接觸二氧化碳的蠟燭會(huì)熄滅，說(shuō)明二氧化碳不支持燃燒；低的蠟燭先熄滅，說(shuō)明二氧化碳的密度比空氣大，先沉到燒杯底部。 ②二氧化碳的溶解性實(shí)驗(yàn) a．步驟：向一盛有二氧化碳的軟塑料瓶?jī)?nèi)加入1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩。 b．現(xiàn)象：塑料瓶扁了。 c．分析：瓶子扁了，說(shuō)明瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，證明部分二氧化碳溶解到水里去了。 (2)二氧化碳的物理性質(zhì) 通常情況下，二氧化碳是無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣大(二氧化碳密度為1.997 g/L)，能溶于水(1體積水約能溶解1體積二氧化碳，增大壓強(qiáng)會(huì)溶解的更多)。 談重點(diǎn) 干冰及其用途　二氧化碳有三態(tài)變化，固態(tài)的二氧化碳叫做干冰。干冰能直接升華為二氧化碳?xì)怏w，這個(gè)過(guò)程能吸收大量的熱，故可作制冷劑，也可用于人工降雨等。 (3)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì) ①二氧化碳與水的反應(yīng) 探究實(shí)驗(yàn)： (說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)中用到的小紙花是用石蕊溶液染成紫色再干燥的紙花) 操 作 噴稀 醋酸 噴水 直接放入CO2中 噴水后放入CO2中，取出再烘干 現(xiàn) 象 小花 變紅 小花不變色 小花不 變色 小花變紅；烘干后變紫 分 析 稀醋酸能使小花變紅 水不能使石蕊變紅 干燥的CO2不能使石蕊變紅 二氧化碳和水作用生成了碳酸，碳酸不穩(wěn)定，受熱易分解 結(jié) 論 a．二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸： CO2＋H2O===H2CO3 b．碳酸不穩(wěn)定，易分解： H2CO3===H2O＋CO2↑ ②二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng) 將二氧化碳通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁了。這是二氧化碳與石灰水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了不溶于水的白色碳酸鈣的緣故?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中常用這個(gè)現(xiàn)象來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為： Ca(OH)2＋CO2===CaCO3 ↓＋H2O 辨誤區(qū) 檢驗(yàn)二氧化碳的方法　檢驗(yàn)二氧化碳，常用澄清石灰水。一般不用燃著的木條來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳，因?yàn)榈獨(dú)庖膊恢С秩紵? 【例1】如圖所示，在一個(gè)盛有氫氧化鈣溶液的容器中有一支燃著的蠟燭，現(xiàn)用一只杯子將蠟燭罩住，猜想一下，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生(　　) A．蠟燭燃燒不變，液面下降 B．火焰逐漸熄滅，液面下降 C．蠟燭燃燒更旺，液面上升 D．火焰逐漸熄滅，液面上升 解析：蠟燭燃燒消耗氧氣，生成二氧化碳和水。當(dāng)杯中的氧氣被耗盡后，蠟燭火焰熄滅，生成的二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，使杯中的氣體減少，壓強(qiáng)減小，液面會(huì)上升。 答案：D 2．二氧化碳對(duì)生活和環(huán)境的影響 (1)二氧化碳對(duì)生活的影響 ①二氧化碳的用途 用途 利用的性質(zhì) 滅火 密度比空氣大，不燃燒，也不支持燃燒 人工降雨等 干冰升華吸熱 碳酸飲料 溶于水，與水反應(yīng)生成碳酸 化工原料 與其他物質(zhì)反應(yīng) 氣體肥料 參與光合作用 ②二氧化碳無(wú)毒，但不能供給呼吸。 當(dāng)空氣中二氧化碳超過(guò)正常含量時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響，因此在人群密集的地方要經(jīng)常通風(fēng)換氣。濃度過(guò)高時(shí)會(huì)使人窒息。 釋疑點(diǎn) 進(jìn)入菜窖前為什么要先做燈火試驗(yàn)　進(jìn)入久未開(kāi)啟的菜窖(或干涸)的深井前，應(yīng)先做一個(gè)燈火試驗(yàn)。方法是將一支燃著的蠟燭，放入菜窖內(nèi)，若蠟燭燃燒不旺或熄滅，說(shuō)明二氧化碳的濃度較高，人不宜進(jìn)入。 (2)二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響 ①大氣中二氧化碳的產(chǎn)生和消耗途徑 產(chǎn)生途徑 消耗途徑 動(dòng)植物呼吸；工廠廢氣；含碳燃料燃燒；微生物分解 植物光合作用 以上兩個(gè)方面若保持相對(duì)平衡，空氣中二氧化碳的含量是相對(duì)穩(wěn)定的。若產(chǎn)生的二氧化碳大于消耗，會(huì)使空氣中二氧化碳含量升高而導(dǎo)致溫室效應(yīng) ②溫室效應(yīng) 大氣中的二氧化碳?xì)怏w能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，使地面吸收的太陽(yáng)光的熱量不易散失，從而使全球變暖，這種現(xiàn)象叫溫室效應(yīng)。 a．產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因 人類(lèi)消耗的能源急劇增加，向空氣中排放了大量二氧化碳，同時(shí)森林遭到破壞，使二氧化碳的吸收量減小，導(dǎo)致大氣中二氧化碳含量不斷上升。 b．溫室效應(yīng)的危害 氣溫上升導(dǎo)致冰川融化、海平面上升、沿海城市被淹沒(méi)；地球表面的水分蒸發(fā)，使土地沙漠化。 c．防治溫室效應(yīng)的措施 減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料；開(kāi)發(fā)新能源，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?；大力植?shù)造林，禁止亂砍濫伐。 釋疑點(diǎn) 能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體　能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體除二氧化碳外，還有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷(商品名為氟利昂)等。 溫室效應(yīng)好可怕啊，我討厭CO2! 任何事物都有利弊，CO2對(duì)人類(lèi)的利大于弊，關(guān)鍵是我們應(yīng)合理利用哦！ 【例2】聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約《京都議定書(shū)》要求發(fā)達(dá)國(guó)家限制CO2等溫室氣體的排放量，以控制日趨嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)綠色植物通過(guò)____________作用吸收CO2，放出____________。 (2)為了緩解大氣中的CO2含量的增加，以下建議可行的是______________(填字母)。 A．開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃滦湍茉? B．禁止使用煤、石油、天然氣等化石燃料 C．提倡植樹(shù)造林，禁止亂砍濫伐 解析：(1)綠色植物通過(guò)光合作用，將水、二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，同時(shí)釋放氧氣。(2)能減少二氧化碳的生成及增大二氧化碳的消耗的建議都是可行的。 答案：(1)光合　氧氣(或O2)　(2)AC 3．一氧化碳 (1)物理性質(zhì) 通常情況下，一氧化碳(CO)是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣的略小，難溶于水(1體積水里可溶解0.02體積CO)。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①可燃性：2CO＋O22CO2，產(chǎn)生藍(lán)色火焰，放出大量的熱。 ②毒性：CO有劇毒，CO極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合，從而使血紅蛋白不能很好地與氧結(jié)合，造成生物體內(nèi)缺氧，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命。 談重點(diǎn) 使用CO時(shí)應(yīng)注意什么　若CO不純，點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸，因此點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)純度；CO有毒，冬天用煤取暖時(shí)一定要裝煙囪，并注意通風(fēng)。 ③還原性：CO　＋　CuOCu＋CO2 還原劑　 氧化劑 一氧化碳和木炭一樣能夠奪取含氧化合物里的氧，表現(xiàn)還原性。 (3)一氧化碳的性質(zhì)與用途的關(guān)系 性質(zhì) 用途 可燃性 作燃料，管道煤氣的主要成分就是一氧化碳 還原性 冶煉金屬，如工業(yè)常用CO來(lái)煉鐵 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 CO有利也有弊。不純的CO易爆炸，CO有劇毒，是大氣污染物，它無(wú)色無(wú)味，又是“隱形”殺手；CO可作燃料，也是冶金工業(yè)中的重要還原劑。 (4)一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn) 裝置 實(shí)驗(yàn) 步驟 ①檢驗(yàn)CO的純度 ②先通入CO，再加熱 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停止加熱，繼續(xù)通CO，直到冷卻 原因 分析 防止CO中混有氧氣，加熱時(shí)爆炸 排盡玻璃管中的空氣，防止加熱爆炸 防止玻璃管中進(jìn)入空氣，生成的銅重新被氧化 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 ①黑色粉末變?yōu)榧t色； ②澄清的石灰水變渾濁 結(jié)論 CO具有還原性，將氧化銅還原為銅，同時(shí)生成CO2，即CO＋CuOCu＋CO2 談重點(diǎn) CO還原CuO實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)?、賹?shí)驗(yàn)開(kāi)始，要先通一氧化碳再加熱；實(shí)驗(yàn)結(jié)束，要先停止加熱，再停止通一氧化碳。即一氧化碳要“早來(lái)晚走”?！霸鐏?lái)”的目的是排盡試管中的空氣，避免加熱時(shí)發(fā)生爆炸；“晚走”的目的是保護(hù)生成的銅不被氧化。相反，酒精燈要“遲到早退”。②因?yàn)橐谎趸加卸?，所以做一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要有尾氣處理裝置，防止一氧化碳擴(kuò)散到空氣中。 【例3】下列敘述中，不符合如圖實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖的是(　　) A．說(shuō)明一氧化碳具有還原性 B．說(shuō)明生成物二氧化碳的密度比空氣大 C．說(shuō)明一氧化碳和氧化銅的反應(yīng)需要加熱 D．可防止有毒的一氧化碳?xì)怏w對(duì)空氣的污染 解析：本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一氧化碳能還原金屬氧化物，具有還原性。為防止尾氣中含有的CO對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，采用點(diǎn)燃的方法除去，所以A、C、D三項(xiàng)通過(guò)本裝置都能體現(xiàn)出來(lái)；CO2密度比空氣大在本實(shí)驗(yàn)中未得到驗(yàn)證。 答案：B 4．CO2和CO的比較 CO2和CO是碳的兩種氧化物，由于其分子結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致二者性質(zhì)差異很大。 (1)物理性質(zhì) ①CO是無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度略小于空氣，難溶于水； ②CO2是無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，固體二氧化碳叫干冰。 (2)化學(xué)性質(zhì) CO2和CO化學(xué)性質(zhì)不同： ①CO有劇毒，它具有可燃性、還原性，但不與水發(fā)生反應(yīng)，也不與石灰水發(fā)生反應(yīng)； ②CO2無(wú)毒，它無(wú)可燃性、還原性，但能跟水反應(yīng)生成碳酸，跟澄清的石灰水反應(yīng)，使澄清石灰水變渾濁。 【例4】(綜合題)一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。 (1)有人認(rèn)為，二者就像孿生兄弟，這是因?yàn)開(kāi)___________。(填字母) A．它們由同種分子構(gòu)成 B．它們由相同元素組成 C．它們都有毒 D．它們都能溶于水 (2)有人認(rèn)為，二者化學(xué)性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，請(qǐng)給出一條支持他的理由：____________________________。 (3)其實(shí)，二者是可以相互轉(zhuǎn)化的，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示此過(guò)程：____________________________。 解析：?jiǎn)栴}(1)要從組成上找出二氧化碳和一氧化碳的共性；而問(wèn)題(2)是找二者性質(zhì)上的差異；問(wèn)題(3)二者的轉(zhuǎn)化，要體現(xiàn)相互性。 答案：(1)B　(2)二氧化碳不能燃燒，一氧化碳可以燃燒(二氧化碳能與水反應(yīng)，一氧化碳不能；或二氧化碳能與石灰水反應(yīng)，一氧化碳不能；或一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)，二氧化碳不能)　(3)2CO＋O22CO2(或3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe或C＋CO22CO) 5．CO2與CO性質(zhì)的應(yīng)用 (1)鑒別CO2與CO 鑒別兩種物質(zhì)時(shí)，要考慮利用二者性質(zhì)的差異；其次，要考慮不同的性質(zhì)所產(chǎn)生的現(xiàn)象是否相同。鑒別的直接依據(jù)是現(xiàn)象的不同。鑒別CO與CO2可用下列方法： ①用燃燒的木條伸入瓶口——能被點(diǎn)燃的是CO，能使燃燒的木條立即熄滅的是CO2； ②通入澄清的石灰水——能使澄清的石灰水變渾濁的是CO2，不能變渾濁的是CO； ③通入紫色石蕊溶液——能使紫色石蕊溶液變紅色的是CO2，不能變色的是CO； ④通過(guò)灼熱的CuO——能使黑色的氧化銅粉末變?yōu)榧t色的是CO，不能變色的是CO2。 (2)除去CO2中的少量CO CO2中混有少量CO時(shí)，宜將混合氣體通過(guò)灼熱的CuO，從而將CO轉(zhuǎn)化為CO2，不能采用點(diǎn)燃的方法，因?yàn)樯倭康腃O在大量的CO2中不能被點(diǎn)燃。 (3)除去CO中的少量CO2 CO中混有少量CO2時(shí)，宜將混合氣體通入澄清石灰水(或NaOH溶液)，以除去少量的CO2，不宜通入水中，因?yàn)镃O2在水中的溶解度不大。 【例5—1】(探究題)CO和CO2盡管分子中只差一個(gè)氧原子，但性質(zhì)差別很大。下面是四位同學(xué)設(shè)計(jì)的鑒別CO和CO2的方法，你認(rèn)為不正確的是(　　) ①通入澄清的石灰水中?、谕ㄈ胨小、弁ㄟ^(guò)灼熱的氧化銅?、苈剼怏w的氣味 A．①②　　 B．②③ C．②④ D．①③ 解析：CO2 能使澄清石灰水變渾濁，而CO不能；CO能使灼熱的氧化銅變?yōu)榧t色的銅，而CO2不能，故①、③都可作為鑒別CO和CO2的方法。有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為，CO2能與水反應(yīng)而CO不能，故也可據(jù)此鑒別CO和CO2，產(chǎn)生這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的原因是沒(méi)有想到CO2能與水反應(yīng)，但沒(méi)有明顯現(xiàn)象，僅用水無(wú)法鑒別，若在水中滴加紫色石蕊溶液，就可以鑒別。④中CO和CO2都無(wú)色、無(wú)味，通過(guò)氣味不能鑒別，且CO 有毒，不能直接聞，故也不正確。 答案：C 【例5—2】(綜合題)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．二氧化碳有毒，會(huì)使人中毒死亡 B．CO2的增加是造成溫室效應(yīng)的主要原因，因此空氣中CO2含量越低越好 C．可以用點(diǎn)燃的方法除去CO2中混有的少量CO D．可用澄清石灰水區(qū)別CO2和CO兩種氣體 解析：CO2無(wú)毒，但不供給呼吸，A錯(cuò)誤；CO2的增加是造成溫室效應(yīng)的主要原因，但同時(shí)CO2也是光合作用的原料，B錯(cuò)誤；通常情況下，CO2不支持燃燒，也不燃燒，當(dāng)CO2中混有少量CO時(shí)，CO無(wú)法被點(diǎn)燃，故C錯(cuò)誤；CO2能使澄清石灰水變渾濁，CO不能，故可用澄清石灰水區(qū)別CO2和CO。 答案：D 6