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5.3　二氧化碳
知识点一　二氧化碳的性质
物理 性质 色、 气味的气体， 溶于水，密度 于空气；一定条件下能转化为固态二氧化碳——“ ”
化学 性质 ①不能燃烧，也不 燃烧
②不能供给
③能参与 作用
④与水反应：CO2＋H2O=== ，碳酸能使紫色石蕊溶液变 ；碳酸易分解：H2CO3===
⑤能使澄清石灰水变浑浊：Ca(OH)2＋CO2===
⑥能与炽热的碳反应：CO2＋C ，该反应属于吸热反应
知识点二　二氧化碳的实验室制法
实验试剂 与大理石(或石灰石)
实验原理
实验装置 二氧化碳密度 于空气，可溶于水且易与水发生反应，因此一般采用 法收集
实验步骤 ①连接仪器并检查装置的 ； ②将大理石(或石灰石)装入锥形瓶； ③从长颈漏斗加入稀盐酸直至浸没长颈漏斗下端管口，目的是 ； ④收集气体，检验和验满
检验和验满 ①检验：将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变 ，证明该气体为二氧化碳； ②验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条 ，说明气体已收集满
知识点三　二氧化碳对人类生活和环境的影响
1. 二氧化碳的用途。
性质 对应用途
不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 灭火
光合作用的原料 气态肥料
干冰升华吸热 舞台云雾、人工增雨、制冷剂
与其他物质反应 化工原料
2.二氧化碳对人体健康的影响。
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。因此在人群密集的地方要经常通风。
3．二氧化碳对环境的影响。
如果空气中的二氧化碳含量过高会导致温室效应。
(1)危害：地球气温上升，导致冰川融化、海平面升高，危及沿海城市，引起气候反常，土地沙漠化、农业减产。
(2)控制措施：发展低碳经济，减少二氧化碳的排放；提倡低碳生活，大力植树造林。
4．自然界的碳循环和氧循环。
(1)自然界CO2的产生途径：人类和动植物的呼吸作用；动植物残体被微生物分解；煤、石油、天然气等燃料的燃烧。
(2)自然界CO2的消耗途径：绿色植物的光合作用。
重难点一　二氧化碳的性质
二氧化碳在通常状况下是无色、无气味的气体；密度大于空气；不可燃烧，且不支持燃烧；可溶于水，能和水反应生成碳酸；能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应可用来鉴别 CO2。
[跟踪训练]1.下列关于二氧化碳性质的叙述不正确的是(　)
A．二氧化碳不易溶于水
B．二氧化碳无色无味
C．固体二氧化碳俗称“干冰”，易升华
D．通常状况下，二氧化碳的密度比空气大
重难点二　实验室制取二氧化碳
确定制取气体时采用的实验装置，包括发生装置和收集装置。
(1)发生装置选择的依据是反应物的状态和反应条件。
(2)收集装置选择的依据是气体的密度和溶解性，一般分为排水法、向上排空气法、向下排空气法。排水法适用于不易溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等。
[跟踪训练]2.在实验室利用以下装置制取CO2气体。
(1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为__________________________________。收集装置一般选用________(填字母)，是因为二氧化碳__________________的性质。
(2)验证产生的气体是否为CO2的方法：将生成的气体通入____________，若________________________，证明是CO2。
(3)检验CO2是否收集满的方法：把燃着的木条放在____________，若木条熄灭证明已经集满。
基础巩固
1．下列说法错误的是(　)
A．二氧化碳能用于灭火，是因为它不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气大
B．二氧化碳能用于制汽水，是因为二氧化碳不能支持呼吸
C．干冰能作制冷剂是因为干冰升华能吸收大量的热
D．二氧化碳能作气体肥料，是因为二氧化碳是光合作用的原料
2．下图为教材中的某实验，该实验的目的是(　)
A．检验二氧化碳气体
B．探究二氧化碳能与水反应
C．探究二氧化碳能溶于水
D．探究水的组成
3．化学研究物质性质的目的是更好地将物质应用于生活，性质决定了用途。下列用途中只利用了二氧化碳物理性质的是(　)
A．用作灭火器
B．用于人工增雨
C．用作气体肥料
D．用来生产汽水等碳酸饮料
4．用下图所示实验研究CO2的性质。
(1)可证明CO2能与水反应的现象是__________________；能证明CO2密度比空气大的现象是____________________________________________。
(2)燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是________________________。
能力达标
5．实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　)
6．下图是有关二氧化碳性质的实验，其中说法正确的是(　)
A．实验①只能证明二氧化碳不支持燃烧
B．实验②试管中液面上升，澄清石灰水变浑浊
C．实验③可证明二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红
D．实验④既可证明二氧化碳能溶于水，也可证明二氧化碳能与水反应
7．用大号针筒抽取200 mL二氧化碳气体，向试剂瓶中加入200 mL水(恰好加满)，塞紧双孔橡胶塞，连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中。当向水中注入二氧化碳气体达到120 mL时，水中不再继续溶解二氧化碳，下列说法正确的是(　)
A．试剂瓶中加入的水可以用矿泉水
B．推动活塞时尽量缓慢，目的是确保二氧化碳充分溶解
C．当水中不再继续溶解二氧化碳时，红色油柱开始向下移动
D．实验表明在该条件下，1体积水中能溶解1体积二氧化碳
8．小宇同学想要做实验室制取二氧化碳实验：
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式：____________________________________。
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 ____________(填序号)。
(3)干燥CO2气体，从装置E中的 ____________口通入。
(4)(跨学科)模拟海洋生态系统。
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和____________作用参与碳循环；
②小宇向生态箱中通入CO2，一段时间后烧杯中出现的现象为__________________；
③测得生态箱内pH下降，原因是__________________；
④请你结合生活实际列举一条减少大气中CO2排放量的具体措施：____________。
素养提升
9．CO2性质探究：用如图甲装置实验，测得三颈烧瓶内压强变化情况如图乙所示。
(1)首先注入瓶中的试剂是_____________________________________
(填“蒸馏水”或“氢氧化钠溶液”)，bc段变化的原因是
_______________________________________________________________。
(2)对比曲线中bc段和de段，可证明
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。5.3　二氧化碳
知识点一　二氧化碳的性质
物理 性质 无色、无气味的气体，可溶于水，密度大于空气；一定条件下能转化为固态二氧化碳——“干冰”
化学 性质 ①不能燃烧，也不支持燃烧
②不能供给呼吸
③能参与光合作用
④与水反应：CO2＋H2O===H2CO3，碳酸能使紫色石蕊溶液变红；碳酸易分解：H2CO3===H2O＋CO2↑
⑤能使澄清石灰水变浑浊：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
⑥能与炽热的碳反应：CO2＋C2CO，该反应属于吸热反应
知识点二　二氧化碳的实验室制法
实验试剂 稀盐酸与大理石(或石灰石)
实验原理 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
实验装置 二氧化碳密度大于空气，可溶于水且易与水发生反应，因此一般采用向上排空气法收集
实验步骤 ①连接仪器并检查装置的气密性； ②将大理石(或石灰石)装入锥形瓶； ③从长颈漏斗加入稀盐酸直至浸没长颈漏斗下端管口，目的是防止生成的气体从长颈漏斗逸出； ④收集气体，检验和验满
检验和验满 ①检验：将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳； ②验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明气体已收集满
知识点三　二氧化碳对人类生活和环境的影响
1. 二氧化碳的用途。
性质 对应用途
不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 灭火
光合作用的原料 气态肥料
干冰升华吸热 舞台云雾、人工增雨、制冷剂
与其他物质反应 化工原料
2.二氧化碳对人体健康的影响。
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。因此在人群密集的地方要经常通风。
3．二氧化碳对环境的影响。
如果空气中的二氧化碳含量过高会导致温室效应。
(1)危害：地球气温上升，导致冰川融化、海平面升高，危及沿海城市，引起气候反常，土地沙漠化、农业减产。
(2)控制措施：发展低碳经济，减少二氧化碳的排放；提倡低碳生活，大力植树造林。
4．自然界的碳循环和氧循环。
(1)自然界CO2的产生途径：人类和动植物的呼吸作用；动植物残体被微生物分解；煤、石油、天然气等燃料的燃烧。
(2)自然界CO2的消耗途径：绿色植物的光合作用。
重难点一　二氧化碳的性质
二氧化碳在通常状况下是无色、无气味的气体；密度大于空气；不可燃烧，且不支持燃烧；可溶于水，能和水反应生成碳酸；能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应可用来鉴别 CO2。
[跟踪训练]1.下列关于二氧化碳性质的叙述不正确的是(　A　)
A．二氧化碳不易溶于水
B．二氧化碳无色无味
C．固体二氧化碳俗称“干冰”，易升华
D．通常状况下，二氧化碳的密度比空气大
重难点二　实验室制取二氧化碳
确定制取气体时采用的实验装置，包括发生装置和收集装置。
(1)发生装置选择的依据是反应物的状态和反应条件。
(2)收集装置选择的依据是气体的密度和溶解性，一般分为排水法、向上排空气法、向下排空气法。排水法适用于不易溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等。
[跟踪训练]2.在实验室利用以下装置制取CO2气体。
(1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为__________________________________。收集装置一般选用________(填字母)，是因为二氧化碳__________________的性质。
(2)验证产生的气体是否为CO2的方法：将生成的气体通入____________，若________________________，证明是CO2。
(3)检验CO2是否收集满的方法：把燃着的木条放在____________，若木条熄灭证明已经集满。
答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
C　密度比空气大
(2)澄清石灰水　澄清石灰水变浑浊
(3)集气瓶口
基础巩固
1．下列说法错误的是(　B　)
A．二氧化碳能用于灭火，是因为它不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气大
B．二氧化碳能用于制汽水，是因为二氧化碳不能支持呼吸
C．干冰能作制冷剂是因为干冰升华能吸收大量的热
D．二氧化碳能作气体肥料，是因为二氧化碳是光合作用的原料
2．下图为教材中的某实验，该实验的目的是(　C　)
A．检验二氧化碳气体
B．探究二氧化碳能与水反应
C．探究二氧化碳能溶于水
D．探究水的组成
3．化学研究物质性质的目的是更好地将物质应用于生活，性质决定了用途。下列用途中只利用了二氧化碳物理性质的是(　B　)
A．用作灭火器
B．用于人工增雨
C．用作气体肥料
D．用来生产汽水等碳酸饮料
4．用下图所示实验研究CO2的性质。
(1)可证明CO2能与水反应的现象是__________________；能证明CO2密度比空气大的现象是____________________________________________。
(2)燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是________________________。
答案：(1)纸花1和3变红、纸花2不变红　纸花3比1先变红
(2)不能燃烧也不支持燃烧
能力达标
5．实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　A　)
6．下图是有关二氧化碳性质的实验，其中说法正确的是(　B　)
A．实验①只能证明二氧化碳不支持燃烧
B．实验②试管中液面上升，澄清石灰水变浑浊
C．实验③可证明二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红
D．实验④既可证明二氧化碳能溶于水，也可证明二氧化碳能与水反应
7．用大号针筒抽取200 mL二氧化碳气体，向试剂瓶中加入200 mL水(恰好加满)，塞紧双孔橡胶塞，连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中。当向水中注入二氧化碳气体达到120 mL时，水中不再继续溶解二氧化碳，下列说法正确的是(　B　)
A．试剂瓶中加入的水可以用矿泉水
B．推动活塞时尽量缓慢，目的是确保二氧化碳充分溶解
C．当水中不再继续溶解二氧化碳时，红色油柱开始向下移动
D．实验表明在该条件下，1体积水中能溶解1体积二氧化碳
8．小宇同学想要做实验室制取二氧化碳实验：
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式：____________________________________。
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 ____________(填序号)。
(3)干燥CO2气体，从装置E中的 ____________口通入。
(4)(跨学科)模拟海洋生态系统。
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和____________作用参与碳循环；
②小宇向生态箱中通入CO2，一段时间后烧杯中出现的现象为__________________；
③测得生态箱内pH下降，原因是__________________；
④请你结合生活实际列举一条减少大气中CO2排放量的具体措施：____________。
答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　(2)BC　(3)a　(4)①光合　②澄清石灰水变浑浊　③CO2与水反应生成碳酸　④绿色出行
素养提升
9．CO2性质探究：用如图甲装置实验，测得三颈烧瓶内压强变化情况如图乙所示。
(1)首先注入瓶中的试剂是_____________________________________
(填“蒸馏水”或“氢氧化钠溶液”)，bc段变化的原因是
_______________________________________________________________。
(2)对比曲线中bc段和de段，可证明
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：(1)蒸馏水　二氧化碳溶于水并与水发生反应
(2)CO2能与氢氧化钠溶液发生反应

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