二氧化碳制取的研究.docx

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1、二氧化碳制取的研究第二节 二氧化碳制取的研究 一、 实验室制取二氧化碳 n 原料：大理石或石灰石、稀盐酸。 u 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。 u 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 u 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。 n 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 n 发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置 n 收集装置：向上排空气法收集气体的装置 n 检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内

2、的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。 n 验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。 n 检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。 n 净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶。 n 注意事项见第二单元。 二、 二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3CaO+CO2 基础练习 一、 填空题 1右图是制取二氧化碳的装置，据此装置回答。 (1)图中仪器的名称： ， ， 。 (

3、2)仪器中的反应物是： 和 (填名称)。反应的化学方程式：_。 (3)仪器的下端没有插到液面以下造成的后果是是： ； 导管伸进酸液中的后果是_；图中的另一个错误是_ _。 (4)收集二氧化碳采用 法收集，原因是： 。 (5)检验二氧化碳是否已经集满的方法是： 。 (6)检验生成的二氧化碳气体的方法是：_。 2在反应 H2O + C 高温 H2 + CO中，反应物是_和_ ，反应条件是_，生成物是_和_，生成的混合气体叫做水煤气。 二、选择题 鉴别H2、O2、CO2最简便的方法是( ) A测定它们的密度 B燃着木条伸入集气瓶内 C比较它们的溶解性 D通入石灰水 下列反应不属于化合反应，也不属于分

4、解反应的是( ) AH2 + CuO D Cu + H2O CCO2 + C 高温BH2O + CO2 = H2CO3 DCaCO3 高温 2CO CaO + CO2 实验室制取CO2，应选用的药品是 AKMnO4 B木炭和氧气 C大理石和稀盐酸 D高温煅烧石灰石 实验室制CO2，不选用的仪器是( ) A长颈漏斗 B酒精灯 C集气瓶 D导管 等质量的碳酸钙分别与盐酸反应或高温煅烧生成CO2的质量 A与盐酸反应产生的多 B高温煅烧产生的多 C一样多 D无法判断 6实验室要收集一试管CO2，最好选用的装置是 ( ) A B C D 7检验集气瓶中CO2是否收集满的方法是 A向集气瓶中倒入少量石蕊试

5、液 B向集气瓶中倒入少量澄清的石灰水 C将燃着的木条伸入集气瓶中 D将燃着的木条放在集气瓶口 8某物质中只含有一种元素，则该物质不可能是( ) A混合物 B化合物 C单质 D纯净物 三、简答题 用化学符号表示或写出化学符号所表示的意义. (1)碳酸钙_； (2) HCl_； (3)一氧化碳_； (4) CO2 _。 四、计算题 199昆明世博会场馆内种植有30多万平方米的各类草坪。测得这些绿色植物在晴天时，通常每天每平方米叶片约需吸收5g二氧化碳来进行光合作用。试计算在1天(晴天)内至少能吸收二氧化碳多少千克？其中含有多少碳元素？ 2实验室用25g碳酸钙和足量的稀盐酸反应制取CO2，请计算可制

6、得二氧化碳多少克？其标准状况下的体积为多少升？(标准状况下二氧化碳的密度为1.977g/L) 第三节 一氧化碳和二氧化碳 一、 二氧化碳的物理性质及对应的探究实验： n 无色无味，常温常压下为气体。 n 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 CO2 如右图，将CO2气体慢慢倒入杯中。 蜡烛自下而上依次熄灭。 二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部， 然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧； 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 n 二氧化碳能溶于水。 如右上图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1/3体积的水，立即旋

7、紧瓶盖，振荡。 瓶体变瘪。 二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。 二氧化碳能溶于水。 二、 二氧化碳的化学性质 n 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 n 二氧化碳不能供给呼吸。 n 二氧化碳能与水反应生成碳酸。 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。 第一朵小花变红； 第二朵小花不变色； 第三朵小花不变色； 第四朵小花变红； 第四朵小花被烘

8、烤后由红色变成紫色。 醋酸能使紫色小花变红，说明酸可以使紫色石蕊变红； 水不能使紫色石蕊变红； 二氧化碳不能使紫色石蕊变红； 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红； 说明碳酸被分解了。 CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2 第二朵、第三朵纸花可以说明：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。 纸花必须是干燥的。如果纸花不是干燥的，那么在把第三朵纸花放入水中时，CO2会与纸花里的水分反应生成碳酸使纸花变红，这样就起不到对照的作用。 二氧化碳不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。 n 二氧化碳能使澄

9、清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CO2 n 二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO 该反应是吸热反应。该反应既是化合反应，又是氧化还原反应。 该反应是二氧化碳变为一氧化碳的一种方法。 三、 二氧化碳的用途 n 灭火 原因： 二氧化碳的密度比空气大； 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 n 干冰：干冰升华吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。 n 光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。 四、 二氧化碳对环境的影响：造成温室效应 二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯代烷等

10、。 五、 一氧化碳的物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。 一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。 六、 一氧化碳的化学性质 n 一氧化碳具有可燃性：2CO+O22CO2 发出蓝色火焰； 放热； 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 煤炉从上至下，常发生的三个反应：2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2 n 一氧化碳具有毒性。 原因：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。 正常的血液呈深红色，当通入一氧化碳后，血液由深红色变成浅红色。 n 一氧化碳具有还原性。 七、 一氧化碳的用途： n 可燃性：作气体燃料。 2Fe+3

11、CO2、CO+CuOCu+CO2）。 八、 一氧化碳的还原性 n 一氧化碳还原氧化铜的实验： 见下图。 1-稀盐酸 2-大理石 3-碳酸氢钠溶液 4-浓硫酸 5-木炭 6-氧化铜 7-氢氧化钙溶液 先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度； 点燃酒精灯给玻璃管内的物质加热； 实验完毕，先熄灭酒精灯； 再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。 黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。 一氧化碳能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。 CO+CuOCu+CO2 检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。 一氧化碳“早来晚走”，酒精灯“迟到早退”。 一氧化碳“早来”

12、，酒精灯“迟到”的目的：排净装置内的空气，防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。 一氧化碳“晚走”，酒精灯“早退”的目的：防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化 。 因为一氧化碳有剧毒，随意排放会造成空气污染，所以必须进行尾气处理。 7溶液的目的： 证明反应生成二氧化碳； 除去装置内的二氧化碳。 n 一氧化碳还原氧化铁 与上面的实验类似 红色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 铁块是银白色的，但铁粉是黑色的。 n 水煤气：C+H2OCO+H2 n 在我们学过的还原剂还原金属氧化物的反应中，只有两个反应的条件是“加热”，其他的都是“高温”： H2+

13、CuO物理性质 Cu+H2O 和 CO+CuO一氧化碳 无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 Cu+CO2 二氧化碳 无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水 二氧化碳能和水反应生成碳酸 二氧化碳可以和四大强碱反应生成盐和水 二氧化碳能和碳单质反应 二氧化碳能参与光合作用 通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 灭火、制汽水、人工降雨 九、 一氧化碳和二氧化碳的性质比较 化学性质 可燃性、还原性、毒性 检验方法 主要用途 通过灼热的氧化铜粉末，粉末由黑色逐渐变成红色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊 做燃料、冶炼金属 十、 三大还原剂：H2、C、CO共同性质：可燃性、还原性。 十一、 三大可燃性气

14、体及燃烧时的火焰颜色：H2、CO、CH4 十二、 当碳与氧化剂不充分反应时，会生成一氧化碳。 二氧化碳基础练习 一、 选择题 1.下列物质的化学式书写错误的是 A. 碳酸钙 CaCO3 B.干冰 H2O C.石墨 C D.一氧化碳 CO 2.下列物质难溶于水的是 A.二氧化碳 B.碳酸钙 C.氧气 D.蔗糖 3.鉴别二氧化碳和氮气最简便的方法是 A.澄清的石灰水 B.燃着的木条 C.带火星的木条 D.通入灼热的氧化铜 4.下列有关二氧化碳的用途，既跟它的物理性质有关，又跟它的化学性质有关的是 A.干冰用作人工降雨 B.灭火 C.温室里施用二氧化碳作肥料 D.制汽水 5.有关干冰的说法错误的是

15、A.干冰是雪状的固体 B.干冰是固体二氧化碳 C.干冰是还未融化的冰 D.干冰易升华 6.二氧化碳通常可用来扑灭油类、木材起火，是因为 A.二氧化碳可溶于水 B.二氧化碳的密度比空气大 C.二氧化碳能与水反应 D.一般情况下，二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，且密度比空气大 7.只用一种试剂或一种方法，经一步实验就将氧气、氢气、二氧化碳和空气四种气体区别开来的是 A.石灰水 B.带火星的木条 C.燃着的木条 D.石蕊试液 8. 下列属于化学变化的是 A.冰溶化成水 B.干冰变成二氧化碳气体 C. 滴加了石蕊试液的二氧化碳水溶液加热后，红色变为紫色 D. 滴加了红墨水的水溶液，加入活性炭，振荡后，红色

16、褪去 9.有关“物质性质用途”的叙述中，用途与性质不相关的是 A. 氢气密度小可用于充灌探空气球 B. 二氧化碳与水反应灭火 C. 氧气能跟许多物质发生反应并放出热量冶炼钢铁 D.干冰升华时吸收热量致冷剂 10.下列化学方程式书写正确的是 A.H2O + CO2 = H2CO3； B.CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O C.2H2O = 2H2 + O2 D.H2CO3 = H2O + CO2 11.郊游进山洞时，为了安全起见，最好带 A.火把 B.手电筒 C.应急灯 D.小发电机 12.实验室制取二氧化碳气体并进行简单的性质实验，下面有关操作的先后顺序不正确的是 A 先检

17、查装置的气密性，后装药品 B先加稀盐酸，后加石灰石 C先将气体导管从集气瓶中取出，然后用燃着木条放在集气瓶口检验气体是否收集满D先在蒸馏水中加1-2滴石蕊试液，然后再通入二氧化碳气体 二、 填空题 1写出下列物质的化学式： 碳酸_ 石墨 金刚石 _ 二氧化碳 一氧化碳 碳酸钙 氢氧化钙 冰 干冰_ 2已知从啤酒中产生的气体是CO2请设计两种实验方法检验啤酒中的CO2。请在下表中写出必要的实验步骤和实验现象。 实验步骤 实验现象 方法1 方法2 三、实验题 1右图的实验能说明二氧化碳有_ 的化学性质和_的物理性质。 2请设计一个实验一次证明二氧化碳可溶于水并能使紫色石蕊溶液变红色。 3某学生用右

18、图装置进行“绿色植物光合作用”的探究实验。先将甲、乙两个装置同时放在黑暗处一昼夜，然后一起放到阳光下。几小时后检验：甲装置中植物的叶片有淀粉生成，而乙装置中植物的叶片却没有淀粉生成。(1)乙装置中绿色植物在阳光下有没有进行光合作用？_；(2)乙装置中盛放石灰水的目的是_，写出相应的化学方程式_。(3)由以上实验可知，绿色植物光合作用的原料是_。 四、计算题(相对原子质量：C-12 O-16 Ca-40) 1绿色植物在晴天时，通常每平方米叶片需吸收5g二氧化碳来进行光合作用。计算表面积为1.76平方米的叶片 ，在一个月内能吸收多少克二氧化碳？这些二氧化碳中含碳多少克？ 2高温煅烧250g碳酸钙使

19、其完全分解，能制得氧化钙多少克？CaCO3CaO+CO2 澄清石灰水 一氧化碳基础练习 一、填空题 1一氧化碳是_色_味的气体，_溶于水，密度比空气_。 2一氧化碳燃烧时发出_色火焰，同时_，一氧化碳燃烧的化学方程式为_。根据一氧化碳的这一性质，它可以做_。 3一氧化碳能跟氧化铜在加热条件下反应，生成铜和二氧化碳，说明一氧化碳具有_性，在该反应中做_剂，反应的化学方程式为_。 二、选择题 1除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳的正确方法是，除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳的正确方法是 A点燃 B通过灼热的氧化铜 C通过石灰水 D通过灼热的炭层 2.下列物质中，碳元素的化合价相同的一组是 ACO和C

20、O2 BCO2和Na2CO3 CC和CO DCO和CaCO3 3.一氧化碳可以用排水法收集是因为它 A无色.无气味 B密度比空气小 C难溶于水 D能溶于水 4.下列物质燃烧后只生成二氧化碳的是 A碳 B一氧化碳 C石蜡 D氢气 5.下列气体中，难溶于水的一组是 AO2和CO2 BH2和CO2 CCO和CO2 DH2和CO 6.下列物质中，既有可燃性又有还原性的化合物是 AC BH2 CCO DCO2 7下列气体遇火可能发生爆炸的是 ( ) A.CO2和CO B.CO2和H2 C.N2和O2 D.O2和CO 8等质量的二氧化碳和一氧化碳里，碳元素的质量比是 ( ) A.7:11 B.44:28

21、C.1:1 D.11:7 三、简答题 1把表面呈黑色的铜丝加热后伸入盛有一氧化碳的集气瓶中，铜丝变_色，加入澄清石灰水，观察到_, 写出有关反应的化学方程式_； _。 选择氧气、二氧化碳或一氧化碳的化学式填空，并写出有关的化学方程式： 2 能使带火星的木条复燃的是 ；能用于灭火的是 ； 能使人中毒的是 ；绿色植物进行光合作用吸收的是 ，释放的是 ； 能在空气中燃烧的是 ，反应的化学方程式是 _ ； 能使灼热氧化铜还原成铜的是 ，反应的化学方程式是 _ 。 3煤气厂为什么常在家用煤气(含有一氧化碳)中掺入微量具有难闻气味的气体？如果发生煤气泄漏应当怎么办？_。 4在密闭容器中含有a个CO分子和b

22、个O2分子，使其充分反应后，容器内碳原子和氧原子数之比为_。 四、实验题 1右图是实验室用一氧化碳还原氧化铜的装置图，请回答下列问题： 实验时先通入一氧化碳赶走试管内的空气后再加热，为什么？_。 A B C D 写出B、C、D三处反应的化学方程式_； _；_。 B、C、D四个装置中各有什么现象？B_；C_；D_。 为什么A处石灰水不变浑浊？_；为什么尾气要用酒精灯点燃?_。 B、D两处的实验说明一氧化碳具有什么化学性质？_性和_性。 五、计算题 1二氧化碳和一氧化碳的混合气体共10g，通入足量的澄清石灰水中，最后得到5g白色沉淀，求混合气体中一氧化碳的质量。 2将CO气体通入2g氧化铜和铜的混合物中，加热到质量不再发生变化时称得残余物为1.68g，求混合物中氧化铜的质量分数。