二氧化碳的性質教學設計（二氧化碳的性質）

2023-04-12 10:35:23

「二氧化碳氣體的性質」是初中化學的重點知識，也是中考的重點和難點知識，每年中考化學試卷中都會出現關於「二氧化碳氣體的性質」的題目。其題目的難度和靈活性也在逐年提升，不僅要求考生要記住二氧化碳的性質，更要能夠應用相關知識去解答生活和生產的實際問題。例如2019年某省中考化學試題「一個奇怪老鼠洞讓三個工人命喪黃泉: 2018年9月，某省某鎮某皮革廠的三位工人在一天晚上突然神秘死亡。經警方精心周密排查、法醫解剖病理分析和法醫毒物鑑定。最後警方偵查結論是他們死於吸入過量二氧化碳致死。二氧化碳來源於與現場一牆之隔的食品加工廠車間，讓人不可思議的是兇手竟是一個老鼠洞。食品加工廠車間與死者房間竟被一個神秘的老鼠洞貫通，導致車間的二氧化碳大量逸散致死者房間，使三名正在熟睡的工人窒息死亡。問題1、二氧化碳是否有毒？問題2：請問可以用二氧化碳哪些性質來解釋死因？」。

一隻老鼠竟然「謀殺」某一工廠三個年輕力壯的工人

類似於這樣的題目在中考試卷中已經屢見不鮮，只要能夠理解二氧化碳的性質，就能夠很好地攻克這些難題。下面就該二氧化碳的性質進行詳細闡述。

1、 二氧化碳能溶於水，是其物理性質中的重點考點

二氧化碳氣體的物理性質中，最重要的就是其溶解性，二氧化碳能夠與水按1:1體積互溶。在中考化學試題中經常會出現要求考生設計一種實驗方案來探究二氧化碳氣體在水中的溶解情況。我們可以設計這樣一個實驗方案來證明二氧化碳在水中的溶解性，具體設計如下圖所示。

探究二氧化碳是否溶於水的小實驗

【思考題】如何設計一個實驗來驗證二氧化碳能夠溶於水？

【設計方案】用一個我們平時生活中的空可樂飲料瓶，在裡面灌滿二氧化碳氣體，打開瓶蓋，迅速倒入約五分之二體積的水，立即旋緊瓶蓋，輕輕振蕩。觀察塑料瓶會發生什麼變化，為什麼會出現這種變化？

【實驗現象】可樂飲料瓶會逐漸變扁了

【現象解釋】可樂飲料瓶裡充滿二氧化碳，瓶子內外壓強相等，當倒入水以後，二氧化碳溶於水，隨著二氧化碳不斷溶於水，瓶內壓強也會隨之減小；在大氣壓的作用下，可樂瓶子會慢慢變扁。

2、二氧化碳雖是一種無毒的氣體，但是它無法供給人和動物生命呼吸

二氧化碳是一種無色、無味、無毒的氣體，在生活和生產中具有重要的用途。但是一旦人和動物吸入過量的二氧化碳也會導致死亡，因為它不能夠供給呼吸，故在生活和生產中偶爾會發生二氧化碳「中毒」死亡的事故。例如在義大利有一個神秘的山洞，當一些小狗、小貓誤入其中，輕則出現昏迷，重則死亡。但是人進入該山洞裡卻會安然無恙，這種怪像一度讓人百思不得其解，從而該洞也被當地人稱為「死狗洞」。

一個神秘的奪「狗」山洞竟然是二氧化碳惹的禍

死狗洞的秘密：二氧化碳是一種無色無味的氣體，不能夠供給人和動物呼吸的氣體，其密度比空氣密度大，所以二氧化碳大部分集聚在山洞地面附近，從而出現前面「人進入山洞安然無恙，小狗小貓進入山洞會出現昏迷或死亡」的現象。

3、二氧化碳氣體不具有可燃性、也不能支持常見物質燃燒

二氧化碳氣體是一種無法支撐常見物質燃燒，也不可以燃燒的氣體；這一性質很容易記住，也很好理解。但是在中考的化學試卷中，一般不會考查學生對該知識的識記能力；而是採用開放性思維來考核學生對知識的掌握和理解。例如：請你設計一個實驗來證明二氧化碳密度比空氣大、不能夠燃燒、也不能支持燃燒的性質呢？

①二氧化碳性質的探究實驗：

探究二氧化碳滅火的原理實驗

【設計方案】：在一燒杯內壁放置兩根高低不同的蠟燭，如圖所示；將一瓶盛滿二氧化碳氣體的集氣瓶沿著燒杯內壁緩緩倒入燒杯中，仔細認真觀察蠟燭燃燒的現象。

【問題】1、蠟燭的燃燒情況會出現什麼變化？
2、實驗說明了二氧化碳具有哪些性質？

【現象】蠟燭自下而上依次熄滅。

【結論】1、實驗說明了二氧化碳的密度比空氣密度大。
2、二氧化碳不能夠燃燒，也不能夠支持燃燒。

②燈火實驗

【思考題】人們進入山洞或久未開啟的地窖有危險嗎？如果有，如何防範？

當人們需要進入某一個從未有人出沒的山洞，或要進入一口長期未開啟過的地窖是肯定有生命危險的，因為這些地方會有大量的二氧化碳，那麼如何探測山洞或地窖裡二氧化碳的濃度是否危及到人的生命呢？其實在進入其中之前，可以做一個「燈火實驗」。

人們進入山洞或久未開啟的地窖，可以這樣來判斷其中二氧化碳的大概濃度

燈火實驗：將一根燃著的蠟燭放入地窖、山洞和枯井裡，如果蠟燭熄滅，說明其中的氧氣濃度很低、二氧化碳濃度很高，則不可以冒然進入。如果不熄滅，方可以進入作業。

4、二氧化碳與水反應的實驗探究

二氧化碳能夠溶於水，其中有一部分二氧化碳會與水反應生成碳酸。日常生活中的碳酸飲料隨處可見，比如可樂、雪碧、汽水等。碳酸飲料的溶液顯酸性，飲用時會有一種「酸」的感覺，就是二氧化碳與水反應生成了碳酸的原故。如何設計一個實驗來證明二氧化碳與水反應生成了碳酸呢？

我們可以利用學過的化學知識，設計一個實驗方案來證明二氧化碳與水反應生成了碳酸，具體過程如下圖所示。

石蕊是一種酸鹼指示劑，水溶液為紫色

【試劑】紫色的石蕊試劑

石蕊是一種酸鹼指示劑，石蕊的水溶液是紫色。石蕊試劑遇酸會由紫色變成紅色；遇鹼會變成藍色。可以用鹽酸來驗證一下紫色石蕊試劑的變色情況。

第一步：在含有紫色石蕊試劑的紙上，噴灑鹽酸，觀察顏色的變化。發現鹽酸能夠使紫色的石蕊試劑變成紅色，具體操作如下：

酸能夠使紫色的石蕊試劑變成紅色

第二步：在含有紫色石蕊試劑的紙上，噴灑純淨水，觀察顏色的變化。

水不能夠使含有紫色石蕊的紙變成紅色

第三步：將含有紫色石蕊的乾燥紙放在充滿二氧化碳的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察顏色的變化。

乾燥的二氧化碳氣體不具有酸性

第四步：在含有紫色石蕊的乾燥紙上，噴灑上少量的水，再放在充滿二氧化碳的集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察顏色的變化。

溼潤的二氧化碳可以使紫色的石蕊試劑變成紅色

【結論】二氧化碳與水混合後，生成了碳酸，才能夠使紫色的石蕊試劑變成紅色。

二氧化碳與水混合使紫色的石蕊試劑變成紅色的原因

【探究碳酸穩定性】取出上述變紅色的紙，放在太陽底下曬一段時間，觀察紙的顏色變化情況？

【分析】碳酸不穩定，在光照的情況下，很容易發生分解反應，導致紅色的紙由變成紫色，反應方程式如下圖。

碳酸不穩定受熱容易分解

5、二氧化碳與澄清的石灰水反應

在生活中，我們經常會遇見這樣的情況，用石灰漿剛剛粉刷過的牆很難幹，為了讓牆上的石灰漿能夠很快地變幹變硬，通常會在室內生一盆炭火。但是剛開始放的時候時，牆面會出現水珠，過一會兒才能夠變堅硬，這是什麼原因呢？

反應方程式

這就是二氧化碳與澄清的石灰水反應生成碳酸鈣和水，等到水幹了以後，牆面上就只剩下碳酸鈣了。前面提到過，碳酸鈣是一種堅硬的固體，石灰漿用於建築方面就是基於這一特性，這個反應也是實驗室用來鑑定二氧化碳氣體的化學方法。

二氧化碳的性質是本章的重點，也是考試的重點。物理性質中的物態變化和水溶性比較重要，尤其是固體二氧化碳（俗稱乾冰）的用途。化學性質中，二氧化碳與水反應尤其重要，經常在中考試卷中以各種題型出現，二氧化碳的性質可以概括如下。

二氧化碳性質指示小結

這就是二氧化碳性質的詳細解讀，希望能夠對廣大考生有所幫助。