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第五单元
燃料与二氧化碳
5.3 二氧化碳
在大烧杯中放置一个铁皮架
架上固定两支点燃的蜡烛
将一瓶二氧化碳向烧杯内倾倒
两支蜡烛由下而上依次熄灭
二氧化碳密度大于空气
二氧化碳不可燃且不支持燃烧
【实验5-6】依次进行以下各步操作:
(1)往集满二氧化碳的软质塑料瓶中注入约的蒸馏水，立即旋紧瓶盖，充分振荡，观察现象
(2)取瓶内液体数毫升于试管中，滴加紫色石蕊溶液，振荡，有什么现象
(3)再将上述试管加热，又有什么现象
软质塑料瓶子变瘪
能溶于水或能CO2角与水发生反应
内管内紫色石蕊溶液变成红色
二氧化碳能与水反应
CO2+H2O=H2CO3
【实验5-7】如图5.3-2所示，将注射器中的纯净二氧化碳气体通入盛有澄清石灰水(氢氧化钙溶液)的烧杯中，观察现象。
解释与结论
通过上述实验活动，可知二氧化碳具有以下性质:
1.密度大于空气，不可燃，且不支持燃烧。
2.可溶于水，与水反应生成碳酸(H2CO3)，使紫色石蕊溶液变红。
CO2＋H2O======H2CO3
碳酸不稳定，容易发生分解，受热时分解生成的CO2气体逸出，溶液又变成紫色。
H2CO3======H2O＋CO2↑
3.与氢氧化钙[Ca(OH)2]反应生成白色的碳酸钙(CaCO3)沉淀
CO2+Ca(OH)2======CaCO3↓+H2O
二氧化碳与澄清石灰水的反应现象明显，常用来检验二氧化碳气体。
表达与交流
请你分析一下，上述实验与证据，哪些与二氧化碳的物理性质有关 哪些与二氧化碳的化学性质有关
碳酸不稳定
提出问题
实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置如何设计
仪器的连接顺序和实验操作是怎样的 如何进行气体检验
设计实验
通过制取氧气你已经知道实验室制取气体的装置包括两部分:发生装置和收集装置，
选择什么装置与多种因素有关，
对比氧气的制取装置，请你对二氧化碳制取装置作出假设，填入下表相应栏中
1.设计装置
2.选择与组装仪器
根据上面的分析，在图5.3-4所列仪器中，选择适当的仪器(也可另选仪器)，组装成制取二氧化碳的发生装置和收集装置，你能在下面的框中画出不同的装置方案图吗
请思考:图5.3-4中哪些仪器在不同组合中均用不到 为什么
进行实验
通过你的认真分析，选用最简单的仪器，组装成制取二氧化碳气体的装置，制取并检验该气体。
进行实验要经历以下步骤(如图5.3-5)①检查装置气密性→②加入试剂→③收集气体→④进行验满→⑤检验气体。
每一步骤的具体操作方式应当是怎样的呢
制取并检验二氧化碳
反思评价
对比不同的装置方案，评价各自的优缺点，反思有什么可以改进的地方
撰写实验报告
实验装置图:
实验记录
实验内容与步骤 现象
1.检查装置气密性: 将导管伸入水中,手握试管,观察水中导管口的现象。
实验内容与步骤 现象
2.加入试剂:打开胶塞,按操作要求在试管中加入适量______.倒入6mL________迅速盖好胶塞，
3.收集气体: 将试管固定在____上，用____法收集气体。
实验内容与步骤 现象
4.进行验满:用____靠近集气瓶口，检验气体是否集满
5.检验气体:往集气瓶中滴加适量澄清石灰水
分析评论
1.为什么实验室可以用上面的气体发生装置和收集装置来制取二氧化碳气体
分析评论
2.为什么可以用步骤4的方法检验二氧化碳是否集满
实验反思
1.比较实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置与制取氧气的有何不同。为什么会有不同
2.实验结束后，反思实验前的准备、实验中的小组合作和安全注意事项、实验后的清洁卫生情况。
实验室制取气体的方法
实验室制取气体须选择合适的试剂，要求保证安全、操作方便、反应速率适中，并兼顾环保、经济性。
选择仪器后，要按照先下后上、先左后右的顺序组装仪器，并检查装置的气密性。加入试剂时，先加固体试剂，后加液体试剂，最后点燃酒精灯(如果需要加热的话)。
使用排水集气法收集气体时，为防止水倒吸，实验结束时需要先将气体导管从水中移出，再停止加热。拆卸仪器的顺序一般与组装顺序相反。
二氧化碳对人类生活和环境有何影响
与人类生活和环境的密切关系
用途广泛，可以作为化工原料，用于制造纯碱、化肥等。
灭火器产生的二氧化碳可用于灭火。
干冰升华时，吸收大量的热，因此可作为制冷剂，
干冰用于食品的保鲜运输，或者血浆、疫苗等特殊物品的低温运输，也可用于人工增雨。
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基不原料，是保证人类氧气和食物循环供给的重要物质。
适当增加蔬菜种植大棚中二氧化碳的浓度，对提高蔬菜产量具有很大的作用。
虽然二氧化碳没有毒性
但它不能供给呼吸
所以人在二氧化碳浓度偏高的环境中
会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。
因此导致的以全球性气候变暖为主要特征的生态危机，已成为人类共同面临的严峻挑战。
我国采取了一系列有力措施推动绿色低碳发展。
党的二十大报告提出要“积极稳妥推进碳达峰碳中和”，为推进“双碳”工作提供了根本遵循，对全面建设社会主义现代化国家、促进中华民族永续发展和构建人类命运共同体都具有重要意义。
温室效应、 碳达峰和碳中和
地球近地层大气中的水蒸气或二氧化碳就像温室的玻璃或塑料膜一样，让阳光可以透过，又能吸收地表的红外线辐射，阻止地表热量向外散发，起保温的作用，这种自然的温室效应.
对于生物体正常活动是必需的。但是，自工业革命以来含碳燃料使用量快速增加，二氧化碳、甲烷、一氧化二氮(N,0)、氟氣代烷(商品名为氟利昂)等温室气体大量排放，增强了温室效应(如图5.3-7)。
各种温室气体中，二氧化碳约占 75%，是引起温室效应的主要气体。
这种由人类活动引起的温室效应加剧，使地球的气温上升，导致冰川融化、海平面升高，危及沿海城市;引起气候反常，土地变成沙漠生态环境恶化，生物物种减少，人类健康受到损害。
为了人类共同的福祉，要将碳达峰和碳中和纳入生态文明建设整体和经济社会发展的全局。碳达峰是指在某一时间点，二氧化碳的排放量不再增长而达到峰值，其后逐渐减少。
碳中和是指在一定时期内，人为排放的二氧化碳或温室气体总量，通过植树造林和节能减排等方式加以吸收或抵消，达到相对的零排放。
自然界的碳循环和氢循环
碳元素在自然界中的含量比较少
含碳的化合物种类却是所有元素中最多的。
地球上的生物都含有碳元素
而碳元素在自然界的生物圈、大气圈水圈、岩石圈不断交换，形成碳循环，维持地球上的碳含量守恒。
碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。
二氧化碳含有碳元素和氧元素，在自然界的碳循环和氧循环中都起到了非常重要的作用。
动植物的呼吸含碳燃料的燃烧都消耗氧气，产生二氧化碳
绿色植物和水中的藻类则通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气
请你根据已学的知识，在中演变线上补加箭头，以正确表示碳循环中各种变化的相互关系，并列出大气中二氧化碳气体产生和消耗的途径。
大气中CO2产生途径:
CO 2消耗途径:
讨论与交流 >>>
1.空气中的二氧化碳会越来越多，氧气会越来越少吗
2.请同学们组织一次实现双碳目标的主题活动，就它的必要性、可行性实施现状展开讨论，并提出具体建议。
1.二氧化碳在通常状况下是无色、无气味的气体;密度约为空气的1.5倍;能溶于水(常温常压下体积比为1:0.76)，与水反应生成碳酸;般不支持燃烧;能使澄清石灰水变浑浊。
2.实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸在常温条件下反应制取二氧化碳。
3.二氧化碳在自然界的碳循环和氧循环中都起到了非常重要的作用
1.将分别充满以下气体的四支试管倒立在水槽中，试管内水位上升最高的是（ ）
A.O2
B.H2
C. CO2
D. CO
2.常见气体的实验室发生装置或收集装置如图所示,
有关说法正确的是（ ）
A.装置I、Ⅱ、Ⅲ均可作为固液不加热制取气体的发生装置，其中装置I的优点是可以控制反应速率
B.装置Ⅳ可作为加热固体制气体的发生装置，试管口略向下倾斜是为了防止水槽中的水倒吸使试管炸裂
C.若用装置 V收集 CO2或 O2，气体应从a端通入，这是因为 CO2或 O2的密度都比空气的大
D.若用装置Ⅵ收集H2或O2 ，气体应从c端通入，该收集方法的优点是收集的气体较纯净
3.柯柯为制取二氧化碳设计了如图装置，悦悦发现其中有好几处错误，你也能找到错误之处吗
4.比较二氧化碳和一氧化碳的性质，填写下表。
5.请写出实现下列转化的八个反应的化学方程式。
6.二氧化碳的物理或化学性质与其功用或危害(号A~G)密切相关，请将有关序号填入表中适当位置，使其与二氧化碳的性质相符
A.制冷剂 B.人工增雨C.舞台云雾 D.二氧化碳灭火器 E.化肥、化工产品F.大棚内做气体肥料G.温室效应加剧冰山融化
7.作为关心人类命运的负责任大国，我国提出2060年前实现碳中和的目标。请结合已学知识回答以下问题。
(1)转化利用二氧化碳是实现碳中和的重要途径。我国科学家开发了将二氧化碳转化为淀粉的技术，其中的一步是使二氧化碳与氢气在催化剂作用下转变为甲醇(CH3OH)和水，请写出该步反应的化学方程式:
(2)实现碳中和需要每一个人的努力，人们生活中的许多做法都能减少大气中CO,的含量。请在下表中补充一个能减少大气中CO2含量的做法，并解释原因。

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