二氧化碳的化学性质(6篇)

二氧化碳的化学性质篇1

一、实验探究教学活动,有助于把握教材,突出重点,突破难点。

以氧气的实验室制法中药品和条件的探究为例说明之。

以分组实验展开实验室用什么方法获得氧气的教学,大胆地对教材中的三个演示实验进行改进。用带火星的木条分别直接接触石棉网上的A氯酸钾、B氯酸钾和二氧化锰、C二氧化锰三种固体药品

A中;木条直接接触氯酸钾,木条火星闪动,但不复燃,证明产生了较少的氧气。

B中;木条接触掺有二氧化锰的氯酸钾,木条复燃,证明产生了较多的氧气。

C中;木条接触二氧化锰,火星不变化,证明不产生氧气。

通过现象,同学们很快得出结论,若氯酸钾和二氧化锰混和加热,只有氯酸钾会放出氧气,而二氧化锰不会放出氧气。证明了氯酸钾是制取氧气的反应物,二氧化锰只是改变了氯酸钾放氧气的速度,是个条件。然后再对催化剂这个概念加以阐述。原教材中的实验,操作繁琐,药品消耗大,耗时长,不适宜学生分组。实验改进后,仪器简单,操作简便,现象明显。通过分组实验后,同学们轻轻松松地就掌握了实验室制氧气的化学反应原理这一重点内容的学习,而且把催化剂这个难点易化了。

二、实验探究活动,最重要的是体现了教师的主导性和学生的主体性相结合的原则。

学习有两种方式:接受式学习和体验式学习。传统教学重视知识的灌输,抽走了最生动的学生情感体验,使教学变成了干瘪的知识传授。而实验探究学习是体验式学习方式中的一种。实验探究式学习是通过自己的亲身实验活动,积极探究出知识的发生过程,从问题的解决中习得知识,培养能力,获得情感体验。更重要的是在过程中教会学生如何学会学习,如何学会解决问题。

1、氢气的实验室制法的反应原理的探究。

【教师投影】指出早在19世纪科学家就发现了某些金属与某些酸反应就能产生氢气。接着,老师提出探究问题:“那么哪种金属与哪种酸反应比较适合于实验室制取氢气呢?”

【活动与探究】实验内容,铜、镁与稀硫酸,锌、铁与稀盐酸反应,然后学生动手实验,观察现象,同时填好实验报告。通过现象,同学们可能会得出错误的结论,认为反应越快越好,而不会从成本上,可操作性方面考虑。这时老师应及时反馈学生探索成果,并给予评价,引导学生得出正确的结论:即实验室是用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气的。

2、二氧化碳的实验室制法的反应原理的探究

首先:老师提出问题,请同学们思考,我们学过的哪些反应可以生成二氧化碳呢?同学们思考归纳以下的反应:A碱式碳酸铜受热分解B碳与氧气燃烧生成二氧花碳C碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳D一氧化碳与氧气燃烧生成二氧化碳E一氧化碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳F碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳G碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳H碳与氧化铁高温生成铁与二氧化碳I碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水与二氧化碳。请同学们思考上述9个反应中,哪个反应适合在实验室制备二氧化碳呢?同学们经过思考后,大胆地提出假设:ABC三种方法比较适合实验室制二氧化碳。

【验证猜想】分组实验,提供给学生碳酸钠粉末,碳酸钙粉末,碳酸钙块状固体,稀盐酸和稀硫酸溶液,进行制取二氧化碳的实验。同学们经过分组实验、观察、记录实验现象,从反应速度上分析、比较得出结论,只有碳酸钙块状固体与稀盐酸反应是最适合实验室制二氧化碳的。整个过程中总结复习旧知识,提出新的假设猜想到猜想假设的验证都是学生的活动。学生在掌握知识的基础上把握科学的思维方式是突出学生在你课堂上的主动行为,最大范围地体现了学生的主体性,在实施这堂课中教师只是适当调控、点拨和引导,这样更好地达到了教学效果。

三、实验探究活动在民主合作的氛围中,更有利于培养创新精神和实践能力。

又如在初中“一氧化碳”的教学中,先复习“碳”与“二氧化碳”的性质,从得失氧的观点分析碳只能获得氧,即可燃性、还原性;二氧化碳只能失去氧,有氧化性。接着提出“介于两者之间的一氧化碳,应具有怎样的化学性质呢?”学生自然就会提出“一氧化碳可能具有A得氧——还原性、可燃性,B失氧——氧化性”的猜想。那么如何用科学的方法来验证“一氧化碳的化学性质呢?”同学们分组讨论,总体方案定在空气中点燃还原氧化铜。但在细节上有许多争议,问题大多集中在:一氧化碳是否需验纯,一氧化碳还原氧化铜的装置与实验步骤与氢气还原氧化铜有何区别?一氧化碳有毒,为了防止污染空气,如何处理还原氧化铜后的尾气?大家各抒己见,有的同学认为教材中的装置可优化,把处理尾气的导管弯到加热氧化铜的酒精灯上,两盏酒精灯就合二为一了。这种想法马很快就遭到其他同学的反对,如果这样加热前要通一氧化碳,停止加热后又要通一氧化碳,那么开始和结束的一氧化碳就无法处理。这时又有人想出解决的办法,酒精灯先在外面点燃尾气一会儿,再放到氧化铜下加热,结束时放酒精灯在外面点燃尾气。这样处理就创造性的把验证一氧化碳的化学性质的实验装置和步骤改进了。在同学们掌握知识和技能的基础上培养了学生的创新精神。

总之,实验探究活动在以学生为主体的学习活动中进行的,有利于教师恰当地处理教材,也有利于培养同学们的民主合作意识和创新精神,有利于培养同学们的实践能力,符合素质教育的要求。

参考文献:

[1]黄娟.调整课堂结构提高课堂效率[J].《试题与研究新课程论坛》2011年2期.

二氧化碳的化学性质篇2

中图分类号：G633．8

文献标识码：B

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．07．033

一、教材分析

本节课是人教版初三化学第一学期第六单元《碳和碳的氧化物》第三课时“一氧化碳和二氧化碳”的第一课时。在教材编排上，是继氧气、单质碳等物质学习之后，进入化合物知识学习的启蒙课。本章教材研究的是碳的单质及其碳的化合物，其中学生对二氧化碳比较熟悉，但缺乏系统性的认识。二氧化碳是初中化学教学要求掌握的两种气体之一，也是与生活实际联系广泛的一种重要物质。本节内容主要讲解二氧化碳的性质，最后联系到用途。本课题有利于巩固旧知识，学习新知识，又为以后学习酸碱盐做了良好的铺垫。本堂课的重点是采用探究式的方法调动学生的学习积极性和主动性，运用实验来探讨二氧化碳的性质，并学会从化学视角来认识二氧化碳。

二、学情分析

本节课相对来说难度不大，学生已经积累了许多二氧化碳的知识，如碳酸饮料，植物的光合作用等，鉴于此学生易于理解和接受本节课的内容。而实验是学生很感兴趣的，很想进行一些探究性实验，但是学生对于实验的过程不熟悉。因此，在教师要有意识地培养学生的科学探究能力，使学生初步认识科学探究的过程和方法。通过实验探究、分析并总结得出二氧化碳的性质。

三、教学设计

本节课主要设计的思路是通过对展示的一瓶无色气体可能是何种气体引发学生思考，如何证明，并且设计实验证明，通过创设情境，问题驱动，激发学生的学习热情。充分运用学生所学知识，在此基础上引导学生进行大胆思考和推断。通过实验，验证和归纳得出CO2的一系列性质。再通过回忆基本的概念，区分得出CO2的性质。

四、过程与方法

本课题主要是通过演示并分析实验来学氧化碳的性质，因此在教学过程中教师应注意对实验的剖析和对学生的组织，引导，使学生通过教师的帮助和自身的努力领悟知识要点。

在教学过程中，教师应安排部分简单且安全的实验来让学生设计并完成，使学生初步认识科学探究的基本过程。教师的演示实验应着重引导，将分析实验的任务留给学生去完成，引导学生通过讨论等方式自主得出实验学习的结果，使他们学会学习的方法。

五、教学过程

教师：展示一瓶气体，让学生猜想可能是何种气体，思考验证方法。

学生：观察，思考，验证。

一位学生上讲台，演示验证该气体。

教师：板书，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，

介绍该反应的化学方程式，CO2+Ca（OH）2■CaCO3+H2O。

现在我们已经知道了二氧化碳气体，结合前面学习的二氧化碳的收集方法，描述二氧化碳的物理性质。

学生：思考，回答。

教师：板书，二氧化碳无色，无味的气体；密度比空气大；能溶于水。

过渡：那么我们能用什么方法来证明二氧化碳能溶于水？

学生：思考，回答。

教师：演示，在一个收集满二氧化碳的塑料瓶中倒入约四分之一体积的水，振荡，观察塑料瓶变瘪。思考原因?

学生：思考，回答。

教师：讲解因为二氧化碳能溶于水，所以塑料瓶中压强减小，小于外界的大气压强，所以瓶子变瘪。那么根据此性质，二氧化碳有哪些用途呢？

学生：制汽水。

教师：你能如何证明汽水中产生的二氧化碳气体？

学生：动手实验，在汽水瓶上连接一个带导管的单孔橡皮塞，再将产生的气体通入澄清的石灰水，观察现象。

过渡：二氧化碳能溶于水，那么在溶解的同时有没有发生化学反应呢？也就是说二氧化碳能否和水反应呢？

教师：演示实验：取一些塑料瓶中的溶液，滴几滴石蕊溶液，观察到溶液变红，提出问题，谁使得石蕊溶液变红？

学生：猜想，二氧化碳？水？

教师：验证：（1）在紫色石蕊试纸上喷水

（2）将紫色的石蕊试纸放入装满二氧化碳的集气瓶中

现象：两张试纸均不变红。

结论：说明二氧化碳和水都不能使石蕊变红。

大家的猜想不成立，再想想？

学生：思考，回答可能是二氧化碳和水能反应，它们反应后的生成物使石蕊变红。

教师：演示，将湿润的紫色石蕊试纸放入装满二氧化碳的集气瓶中，紫色石蕊试纸变红，说明二氧化碳确实能与水反应，那么生成物是什么呢？将石蕊试液滴入稀盐酸，稀醋酸中，石蕊均变红。所以二氧化碳与水也反应生成酸。

教师：板书，二氧化碳能与水反应，

方程式：CO2+H2O■H2CO3

教师：演示

现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭

分析（板书）：二氧化碳密度大于空气，

不能支持燃烧也不能燃烧。

教师：讲解：下面请大家把黑板上的性质分成物理性质，化学性质记载在化学书上。阅读书本116页内容，小结二氧化碳的用途。

影片：二氧化碳对环境的影响

教师：小结：（1）空气中二氧化碳的来源

（2）造成温室效应的气体

（3）温室效应的危害

（4）减缓温室效应的措施。

六、教学反思

1.创设情境，问题驱动

本节课从如何检验一瓶无色气体是二氧化碳出发，通过实验一步步得出二氧化碳的物理性质和化学性质。让学生带着问题学习，能够保持较高的思维活跃度，通过三十分钟的新课学习，学生最终圆满完成任务，达到预期的教学目标。

2.学生实验，亲身体验

本节课采用了边讲边实验的教学方式，其中既有验证型实验，也有研究型实验和拓展型实验，呈逐步深入递进的关系。通过观察实验现象，得出相关的性质，在此基础上学生通过讨论、分析对比最终归纳总结得出结论。

学生亲手实验不但能够培养学生的实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力，而且能够提高学生学习化学的兴趣，学生掌握的不只是枯燥、干瘪的“化学方程式”，而是“眼见为实”的实验现象，对知识的理解也能达到更高的层次。

3.激活旧知，建构新知

教学总是具有一定的连贯性，新知是在旧知的某一连接点上生长发展起来的，因此教师需要充分了解学生的有关知识掌握情况，注意在新旧知识间架起一座能让学生自己通过思考获得知识的桥梁，激活缩短新旧知识的距离，以旧引新促进学生知识的系统化。比如在本节课的教学中，通过对二氧化碳收集方法的回忆来得出CO2的物理性质；通过学生熟悉的用澄清的石灰水的回忆来验证CO2的化学性质，进而学习该化学方程式的书写，这样的教学便于学生接受和形成完善的知识体系，达到了良好的教学效果。

二氧化碳的化学性质篇3

1.知识与技能：A.了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用及意义。B.认识二氧化碳的主要物理性质及化学性质，例举一些用途。

2.过程与方法：A.从性质实验的条件和现象归纳出二氧化碳的性质。通过有关二氧化碳性质的实验，培养学生设计、观察和描述实验的能力；B.初步了解科学探究的方法，初步学会概括、对比等科学方法。

3.情感态度价值观：A.了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用以及对人类生活和生产的意义；B.培养学生求实、合作、创新的品质；C.学习全面的认识与评价自然界中的物质。

【重点难点】

1.探索并总结二氧化碳的主要性质

2.运用观察、实验等方法获取信息，并对获得的信息进行加工。

【课前准备】通读本节教材，对感兴趣的问题进行讨论思考等探究，搜集相关知识，准备课堂讨论。

【实验器材】酒精灯、试管夹、试管、集满二氧化碳的塑料瓶、集满二氧化碳的集气瓶、石蕊试液。

【实验药品】石蕊试液、稀硫酸、石灰水，蒸馏水、汽水、实验室制二氧化碳的药品。

【教学过程设计】

【情景创设】展示英国贝丁顿“零碳”社区图片，简单介绍。

【讲解】所谓“低碳”就是较低的二氧化碳排放。为什么要努力减少二氧化碳等温室气体的排放呢？二氧化碳过多对我们的生活产生了怎样的影响呢？它对我们的生活有没有贡献呢？

【过渡】大家能不能依据我们所学的知识或已有的经验，简单谈谈你对二氧化碳的认识呢？

【学生交流】谈谈对二氧化碳的认识。

【引入】二氧化碳究竟是种什么样的气体呢？下面让我们来认识下这种奇妙的气体。

奇妙的二氧化碳

一、二氧化碳的物理性质

1.展示一瓶CO2气体，请同学描述所感受到的有关二氧化碳的物理性质。

2.【探究活动一】补充二氧化碳溶解性实验。

用塑料瓶收集一瓶二氧化碳气体，再倒入一些水，立即塞紧瓶塞，晃动，观察现象。

现象：塑料瓶变瘪了。结论：二氧化碳能溶于水

讲解：通常状况下，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体，压强越大，溶解得就越多，如汽水、啤酒就是高压溶入较多的二氧化碳所形成的。打开饮料瓶，可以看到许多气泡从饮料瓶中逸出，这些气体便是二氧化碳。

3.二氧化碳的三态变化。固体二氧化碳叫“干冰”

二、二氧化碳的化学性质。

1.二氧化碳与石灰水反应

展示：一瓶汽水，让学生捏瓶壁，感觉坚硬，打开瓶盖，听、看到有气泡出来。再捏瓶壁，较软。

提出问题：产生的气泡是什么物质？如何检验呢？

【探究活动二】二氧化碳的检验

实验目的：检验汽水瓶中的气体是否是二氧化碳

现象：澄清石灰水变浑浊。结论：汽水中产生的气体是二氧化碳

文字表达式：二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水

小结：用澄清的石灰水检验二氧化碳气体

启发提问：打开瓶盖，为什么会有二氧化碳出来？

2.二氧化碳与水反应

【探究活动三】二氧化碳与水反应

提出问题：二氧化碳溶于水时，会不会与水发生反应生成新物质呢？

知识准备：紫色石蕊试液遇到酸性物质会变成红色。

实验药品：稀盐酸、蒸馏水、紫色石蕊试液、紫色石蕊试液染成的干燥的小花、二氧化碳溶于水后的液体。

实验：1.稀盐酸使石蕊试液变红（酸性的物质能使石蕊试液变红）

2.二氧化碳溶于水后的液体使石蕊试液变红

提问：到底是什么物质使石蕊试液变红的呢？如何设计实验证明你的猜想？

【交流讨论】：

实验：3.将紫色石蕊试液染成的干燥的小花放入盛有二氧化碳的集气瓶中（无现象）

结论：二氧化碳不能使石蕊试液变色

实验：4.在紫色石蕊试液染成的干燥的小花上喷水（无现象）。

结论：水不能使石蕊试液变色。

实验：5.将喷水后紫色石蕊试液染成的干燥的小花放入盛有二氧化碳的集气瓶中（变红）。

结论：二氧化碳的水溶液中产生酸性的物质，该物质是碳酸

二氧化碳+水碳酸

实验：6.加热实验2所得的红色液体

现象；溶液由红色变成紫色。

结论：碳酸不稳定，易分解。碳酸二氧化碳+水

讲解：人们利用二氧化碳能溶于水且能与水反应生成这一特性制成饮料，供人饮用，说明二氧化碳无毒。

提问：既然二氧化碳无毒，为什么会有人昏迷？

三、二氧化碳与人体健康的关系

阅读：二氧化碳与人体健康的关系

提出问题：你能设计实验检验人能否安全地进入久为开启的菜窖？（灯火试验）

播放视频：死狗洞

学生：谈谈观后的感想

小结：1.二氧化碳不能供给呼吸，密度大于空气。

2.进入久未开启的菜窖、深井、深洞，一定要检测其中的二氧化碳浓度（灯火试验）。

【板书设计】

第二节奇妙的二氧化碳（一）

一、二氧化碳的物理性质：1、色、态、气味。2、溶解性。3、三态变化。

二、二氧化碳的化学性质：

1.二氧化碳与氢氧化钙反应。现象：澄清的石灰水变浑浊。

结论：二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水。此反应用于检验二氧化碳

2.二氧化碳与水反应

现象：石蕊试液由紫色变成红色，加热后试液又由红色变成紫色。

二氧化碳的化学性质篇4

一、“二氧化碳气体密度比空气大”的实验

各种版本的九年级化学教科书都是直接告诉学生“二氧化碳气体的密度比空气大”，并在“二氧化碳气体熄灭蜡烛火焰”的实验中顺便进行验证。笔者巧妙利用电子天平设计出了验证“二氧化碳气体密度比空气大”的实验。

（一）实验装置

改进后的实验装置见图1[2]，其中电子天平的量程为100g、精确度为10mg。

（二）实验操作

（1）在500mL的塑料瓶里，用向上排空气法收集一瓶二氧化碳气体，再将瓶盖旋紧。

（2）把盛满二氧化碳气体的塑料瓶放到电子天平上称量，显示的测量值约是25.31g。

（3）取下塑料瓶，打开瓶盖，倒立塑料瓶一会儿，以倒出其中的二氧化碳气体（同时空气进入瓶中）;估计塑料瓶内二氧化碳气体已全部倒出，再把盛满空气的塑料瓶放回电子天平上进行第二次称量，发现读数减小了，约为25.10g。

（三）实验结论

盛满二氧化碳气体的塑料瓶在倒出二氧化碳气体后质量明显减少，说明二氧化碳气体比同体积的空气质量大，即二氧化碳气体的密度比空气大。另外，也说明二氧化碳气体可以像液体那样倾倒。

（四）几点说明

（1）二氧化碳气体不能用排水法收集，因为潮湿的二氧化碳气体中含有的水分会严重干扰实验结果。

（2）塑料瓶尽量使用广口的，这样有利于二氧化碳气体快速、彻底地倒出。

（3）本实验两次称量的质量差（0.21g）小于理论值（0.34g），是因为向上排空气法收集的二氧化碳气体中含有较多的空气，但这并不影响实验结果。

二、“二氧化碳气体溶于水”的实验

九年级化学教科书上多用塑料瓶做“二氧化碳溶于水”的实验，这样设计需要的二氧化碳气体多，而且实验过程中学生看到的是塑料瓶略有变瘪，不能显示二氧化碳气体在一定量水里溶解的多少[3]。其实，只要把塑料瓶换成可计量仪器“注射器”，不仅能避开课本实验的不足，还能直观地显示二氧化碳气体在一定量水里溶解的多少。

（一）实验装置

改进后的实验装置见图2，其中注射器为30mL的玻璃材质注射器。

（二）实验操作

（1）取规格是30mL的玻璃注射器，缓缓吸入10mL的二氧化碳气体，再缓缓吸入10mL刚冷却的凉开水（此时注射器活塞处于20mL刻度处）。

（2）将注射器针头扎入橡皮塞（封闭注射器针管），稍稍用力振荡针筒里的气、水混合物十来次;停止振荡后，注射器活塞会缓缓向前移动，最终停留在大约12mL刻度处。

（三）实验结论

上述实验现象说明，10mL的水约能溶解8mL的二氧化碳气体，即1体积水约能溶解0.8体积的二氧化碳气体。

（四）两点说明

（1）所用二氧化碳气体尽量使用排水法收集，从而提高其纯度，减小实验误差。

（2）要确保活塞性良好。

三、“二氧化碳气体与氢氧化钠溶液反应”的实验

目前的“二氧化碳气体与氢氧化钠溶液反应”的实验，大多通过“验证碳酸盐存在”“对比实验”等方法排除氢氧化钠溶液中水的干扰，这不失为实验良策。笔者从定量的视角，对该实验进行了创新。

（一）实验装置

改进后的实验装置见图3[4]，其中的集气瓶是60mL（实际容积约是78mL）。

（二）实验操作

（1）按图3装好药品、连好仪器，并确保装置气密性良好。

（2）先将2mL的浓氢氧化钠溶液一次性挤入集气瓶，然后轻轻振荡集气瓶，50mL酒精很快就能全部喷入集气瓶里。

（三）现象分析

2mL氢氧化钠溶液中约含有2mL的水，这些水通常能吸收2mL的二氧化碳气体，那么另外减少的48mL二氧化碳气体无疑是与氢氧化钠反应了。

（四）两点说明

（1）实验中的酒精也能换用饱和碳酸氢钠溶液（不能用水，因为水能溶解二氧化碳气体）。

（2）本实验中只要喷入集气瓶里的酒精体积明显多于氢氧化钠溶液中水的体积，就能说明氢氧化钠溶液与二氧化碳气体发生了化学反应。

四、“一氧化碳的还原性”实验

按照九年级化学教科书上的方法做“一氧化碳还原性”实验，困扰教师的最大问题是，不能及时知道玻璃管内的空气何时排完。为了保证实验安全，实验者大都较长时间地通入过量的一氧化碳气体，这样既浪费药品，也影响课堂教学效率。笔者对该实验的“排空气操作”进行定量化设计后，圆满地解决了这个疑难问题。

（一）实验装置

改进后的实验装置见图4，其中的长柄V形玻璃管是用外径10mm的硬质玻璃管加工而成的微型仪器[5]，其容积约是20mL。

（二）实验操作

（1）按图4装好药品、连好仪器，确保装置的气密性良好。

（2）轻轻推动注射器活塞，向长柄V形玻璃管里缓缓通入一氧化碳气体（由于玻璃管较细，一氧化碳气体能充满整个玻璃管，从而有利于空气的排出）;当通入20mL一氧化碳气体时（这部分一氧化碳气体穿过石灰水后进入小气球中储存起来），说明长柄V形玻璃管内的空气已经排完。

（3）点燃酒精灯加热氧化铜，继续缓缓推入一氧化碳气体;约1分钟后澄清的石灰水变浑浊，约3分钟后氧化铜全部变红。

（4）此时熄灭酒精灯，停止通入一氧化碳气体;让红色粉末在充满一氧化碳气体的玻璃管中逐渐冷却（石灰水不会倒流）;等到玻璃管冷却至室温，拆开实验装置，处理尾气（直接点火烧掉）。

（三）两点说明

（1）长柄V形玻璃管尽量细一些（用外径9mm左右的玻璃管加工），这样有利于空气排出。

（2）也可以使用如图5的实验装置，其中的排空气操作是：

轻轻打开玻璃旋塞少许（注意控制气流），气球中的一氧化碳气体能自动地缓缓进入长柄V形玻璃管内（这部分一氧化碳气体穿过石灰水后进入注射器针筒里储存起来）;当注射器活塞移至20mL刻度时，说明长柄V形玻璃管里的空气已基本排完，此时可以对氧化铜进行加热了。

五、“探究分子运动”的实验

按照九年级化学教科书上设计的方法探究分子运动时，虽然实验现象明显，但氨水的用量大、实验不够环保。笔者借助于氧气传感器去探究分子的运动情况，不仅再现了分子运动，还反映出影响分子运动快慢的外界因素，从而帮助学生直观认识微粒的基本性质。

（一）实验装置

改进后的实验装置见图6，其中的氧气传感器是朗威牌、数据处理软件是DISLab6.9。

（二）实验操作

（1）用向上排空气法在500mL塑料瓶里集满氧气，再旋紧瓶盖;然后按照图6所示，将实验用品连接起来。

（2）打开瓶盖，保持塑料瓶的瓶口向上，点击氧气传感器“开始”按钮，数据处理软件能将氧气体积分数的变化情况，通过计算机真实地记录下来。

（3）约130s后，用双手紧握塑料瓶外壁（仍保持瓶口向上），微热瓶内氧气，通过数据处理软件记录氧气体积分数的变化情况。

（4）约250s左右，松开双手，把塑料瓶翻转180°，继续通过数据处理软件记录氧气体积分数的变化情况。

（5）将采集的实验数据绘成“氧气体积分数随时间变化”的曲线（见图7）。AB段（常温下瓶口向上）：氧气的体积分数逐渐降低，即氧气不断逸出塑料瓶。BC段（常温下瓶口向上微热氧气）：氧气逸出塑料瓶的速率明显加快。CD段（常温下瓶口向下）：氧气逸出塑料瓶的速率进一步加快。

（三）实验结论

（1）上述实验数据充分说明，分子在不断运动;温度升高，分子运动速率加快;密度比空气大的气体，其分子向下运动的速率大于向上运动的速率。

（2）延伸可知，密度比空气大的气体要用向上排空气法收集，盛有密度比空气大的气体的集气瓶必须正立。

（四）一点说明

本实验中的氧气也可以更换为二氧化碳气体，利用二氧化碳传感器也能完成实验。

六、结束语

总之，把初中化学定性实验定量化处理，设计成科学、新颖、有趣的定量型实验，既能引导学生对化学概念和原理进行精确化延伸，又能有效地启发学生运用适当的数学方法从定量的角度分析、解决有关的化学问题。

参考文献：

[1]陈萍.初中化学实验中学生定量思维培养策略的研究[D].北京：首都师范大学，2013.

[2]李德前.二氧化碳性质实验的改进二则[J].实验教学与仪器，2004（12）：14-15.

[3]李德前.“CO2溶于水”的实验设计[J].化学教学，2003（6）：12.

二氧化碳的化学性质篇5

（长安大学陕西西安710000）

摘要：为了研究高浓度二氧化碳释放条件下地表植物生理响应特征，通过野外人工地底释放高浓度二氧化碳，模拟二氧化碳地质储存泄漏条件下玉米叶绿素含量随生长期的变化规律。研究结果表明：高浓度二氧化碳对玉米叶片叶绿素含量的影响受到浓度和时间双重因子的控制。在整个生长期，对照组玉米叶片的叶绿素含量显著高于二氧化碳胁迫处理组。在三组处理组中，二氧化碳浓度为15×104ppm时，玉米叶片整个生长期内的叶绿素平均含量最高，约为369．97mg／m2，而对照组含量高达461．33mg／m2。不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度不同。二氧化碳浓度和时间因子对玉米叶绿素影响的P－value都近似为0，差异显著。二氧化碳浓度增加，玉米的生长期、繁殖期推后。

关键词：玉米；二氧化碳；叶绿素含量；生理特性；光合作用

中图分类号：Q文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．14．046

0引言

二氧化碳是引起温室效应的主要温室气体，在全球变暖中扮演着重要的角色，如何降低空气中的二氧化碳含量成为遏制温室效应和全球变暖，倡导低碳生活的核心问题。因此，国外学者提出利用二氧化碳地质储存技术作为减少人类活动造成的二氧化碳排放的措施。

二氧化碳地质储存是减少二氧化碳排放的有效技术之一，但储存工作的安全性和持久性成为人们关注的重点。泄漏的二氧化碳溢出地表将严重影人体健康、地表植物，生态环境等。由于二氧化碳的密度比空气重近50％，若没有混合影响力如风力和热能影响时，泄漏的低温二氧化碳将沉到地区最低点，造成地表高浓度二氧化碳聚集，威胁人类生命。已有的研究表明，土壤中植物生长所需的而二氧化碳在土壤气体中的比例超过5％就会危害植物生长，超过20％会导致植物死亡。然而，目前对于高浓度二氧化碳泄露和植物生理生态直接的确切关系研究还明显不足。这限制了地表监测和评估二氧化碳地质储存泄露对地表生态环境的影响。因此，揭示高浓度下植物生长于二氧化碳浓度关系，对于更好的地表监控二氧化碳地质储存具有重要意义。

基于上述原因，本研究通过地下释放高浓度二氧化碳的原位试验研究，以玉米为实验材料，研究不同高浓度二氧化碳条件下玉米生理特征的变化规律，揭示高浓度二氧化碳泄露条件下，玉米不同生长期叶绿素含量对高浓度二氧化碳的响应规律，为二氧化碳地质储存地表监测提供数据支持。

1实验材料与方法

实验材料为玉米中金368，研究区处关中盆地（或称渭河平原、渭河盆地），地处中纬度地区，属温带半干旱、半湿润、季风气候，多年平均气温12～13．6℃；年降水量530～1000mm，西部多与东部，南部多于北部，其中7-9月份占45％，多为短时暴雨，冬春降水较少，春旱、伏旱频繁。年蒸发量1000～1200mm；相对湿度61％～72％，潮湿系数0．6左右，湿度适中；年日照时数达2100～2500h。

总共设置四组实验，分别为三组实验组和一组对照组。每组有3个试验柱。试验柱为筒型由耐酸腐蚀的玻璃钢材料制造，口内直径1m，桶高3．3m，壁厚10mm，绝热，之中填装土壤，可种植植物。试验柱内输入不同浓度二氧化碳，二氧化碳的输入是以工业用二氧化碳气罐和空气压缩机作为供气源，利用质量流量计控制两者的流量，并由计算机控制其大小，以达到混合指定浓度的二氧化碳气体，首先进入一混气罐将气体充分混合，即为所需浓度的二氧化碳气体，之后从底部通入试验柱及试验箱，通气处连接流量计控制输气速度。组一、组二、组三每组柱内二氧化碳的浓度分别为5×104ppm、10×104ppm、15×104ppm，正常土壤中二氧化碳的浓度是0ppm。

试验柱内种植玉米至苗期开始测定叶片叶绿素含量。测量周期为10d，测量仪器为叶绿素仪。

2结果与讨论

2．1二氧化碳浓度升高对玉米叶绿素含量的影响

叶绿素是玉米光合作用的基础物质，叶片中叶绿素含量的高低是反映玉米叶片光合能力的一个重要指标，如图1实验数据显示，高浓度二氧化碳胁迫条件下玉米出现明显的胁迫特征。在玉米整个生长期处于正常土壤中的对照组玉米单位面积叶片chl（叶绿素）含量显著高于三组实验组，说明高浓度二氧化碳对玉米整个生长期叶片叶绿素的合成具有抑制作用。40d时，二氧化碳浓度为15×104ppm条件下，chl含量为最低，60d时，二氧化碳浓度为10×104ppm条件下，chl含量为最低。玉米苗期（0~35d）及拔节前期（35~50d），实验组玉米单位面积叶片叶绿素含量与二氧化碳浓度负相关。50d前后三组实验组数据出现一个近似点，图中显示为三组实验叶绿素变化趋势线在50d有个交叉点，50d之前叶片单位面积叶片chl（叶绿素）含量与二氧化碳浓度负相关，50d之后二者则呈正相关，说明随玉米的生长，实验设置浓度下玉米对高浓度二氧化的响应机制可能产生变化，实验组中，前期高浓度二氧化碳对玉米产生毒害作用，导致单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈负相关，随着时间因子增加，50d后玉米对二氧化碳胁迫的抗逆作用增加，表现出适应性，单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈正相关。

2．2不同生长期不同浓度二氧化碳对玉米单位面积叶片chl含量的影响

苗期阶段（0~35d）不同二氧化碳浓度下玉米单位面积叶片chl含量如图2所示，生长在CO2浓度为5×104ppm的玉米单位面积叶片chl含量超过对照组（正常土壤）玉米。表明在这一浓度范围内，CO2玉米叶片合成叶绿素存在促进作用，CO2浓度分别为10×104ppm，15×104ppm环境下，玉米单位面积叶片chl含量低于对照组（正常土壤）玉米，在这两种浓度下，高浓度二氧化碳对玉米叶片合成叶绿素存在轻微的抑制作用。三组实验组玉米单位面积叶片叶绿素含量与二氧化碳浓度负相关。

在拔节期（35~80d）不同二氧化碳浓度下玉米单位面积叶片chl含量如图3所示，玉米与二氧化碳的胁迫的响应机制发生了明显的变化，可将拔节期分为前中后三期。拔节前期（35~45d），对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高。三组实验组中则是CO2浓度为10×104ppm环境下，玉米单位面积叶片chl含量最高，说明此阶段实验组中最适应玉米合成叶绿素的CO2浓度为10×104ppm。拔节中期（50d前后），对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，但是此阶段是玉米响应高浓度二氧化碳的机制的转折点，三组不同浓度二氧化碳条件下，玉米单位面积叶片chl含量几近相同。拔节后期，对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，三组实验组玉米单位面积叶片chl含量随CO2浓度依次增高。

80d之后，玉米进入成熟期，对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，三组实验组玉米单位面积叶片chl含量随CO2浓度依次增高。各组玉米在成熟期单位叶片叶绿素含量随时间累计而增多，以至每组玉米单位叶片叶绿素含量达到整个生长期的最高值。主要因素由于从拔节后期至成熟玉米处于旺盛生长期，叶绿素含量增多，对营养物质的需求量增大，二氧化碳作为主要光合作用反应物，玉米对其需求量增大。其次，随着时间因子累积玉米对二氧化碳胁迫的抗逆作用增加，表现出适应性，单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈正相关。此外，到成熟期一些抗性物质（抵抗不良环境的物质），如脯氨酸、水解性糖、水解性蛋白、抗氧化性酶等在不同CO2桶中的含量不一样，这些综合结果会导致植物继续生长，但是由于存在差异性，使得上升的速度不一样，产生不同的斜率。

整个生长期内chl含量如图2所示，高浓度二氧化碳对玉米胁迫作用持续存在，但不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度有所不同苗期阶段，浓度为5×104ppm的二氧化碳对玉米叶绿素合成由轻微的促进作用，而其他阶段高浓度二氧化碳对玉米叶绿素合成均有抑制作用。苗期至拔节前期实验组玉米单位叶片叶绿素含量随二氧化碳浓度增加而减少，拔节中期玉米单位叶片叶绿素含量不随二氧化碳浓度改变，拔节后期至成熟期玉米单位叶片叶绿素含量随二氧化碳浓度增加而增加。苗期，对照组玉米单位叶片叶绿素含量与实验组差距较小。拔节期与成熟期，对照组与实验组玉米单位叶片叶绿素含量与实验组差距较大。不同二氧化碳浓度下chl含量如图3所示，变化趋势大体为苗期至拔节前、中、后期chl含量逐渐降低，拔节后期chl含量到最低点后开始回升，到成熟期chl含量到整个生长期最高。

2．3方差分析

对于不同二氧化碳浓度和玉米不同生长时期两个影响因子做方差分析，在显著水平为0．05的情况下进行F检验，方差分析结果见表1。

二氧化碳浓度和时间因子对玉米叶绿素影响的P－value都近似为0，差异显著。因子不同浓度二氧化碳F值较另一因子玉米生长不同时期的大，玉米单位面积叶片chl含量差异更为显著。两个因子中，不同二氧化碳浓度对玉米单位面积叶片chl含量影响更明显。

3讨论分析

高浓度二氧化碳推迟玉米生长期，在一定范围内，二氧化碳浓度的增加有助于提高两个光系统（PS）的之间的激发能分配的调解能力，从而提高叶绿体对光能的吸收和激发在PSⅠ与PSⅡ之间的分配能力。在长期处于高浓度二氧化碳三组实验组中，50d之后随着二氧化碳浓度升高，单位面积叶片的叶绿素含量增多，玉米叶片叶绿体对光能的分配调解能力增加，高浓度条件下玉米光合作用较低浓度条件下玉米光合作用强，在玉米株高上有所体现，三组实验组玉米株高与二氧化碳浓度正相关。与对照组相比，二氧化碳对玉米叶绿素合成的抑制作用持续于玉米整个生长周期，三组实验组比处于正常土壤中对照组单位面积叶绿素含量少，叶绿体内淀粉数量明显增多，颗粒体积增大，光合膜结构也有一定损伤，最大光能利用率和最大光合速率随之下降，说明高浓度二氧化碳对玉米的光合作用有负影响，高浓度二氧化碳对玉米拔节期的生长产生负影响，表现在试验组玉米株高均小于处于正常土壤中的对照组玉米。在100天前后，处于正常土壤中的对照组玉米已完成抽穗进入成熟期结果，而三组实验组抽穗均晚于对照组，目前未见结果，繁殖期推后。

4结论

（1）高浓度二氧化碳影响了玉米单位面积叶片chl含量。整个生长期，对照组玉米的叶绿素含量显著高于处理。拔节中期，实验设置浓度下玉米对高浓度二氧化的响应机制可能产生变化。

（2）不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度不同，苗期浓度为5×104ppm范围的二氧化碳对玉米叶绿素合成由轻微的促进作用，而其他阶段高浓度二氧化碳对玉米叶绿素合成均有抑制作用，抑制程度也不尽相同。

（3）二氧化碳浓度在一定范围内提高玉米光合作用效率，但是较高浓度二氧化碳降低玉米的光合效率，玉米株高降低，且生长期、繁殖期推后。

参考文献

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3周飞飞．地质储存，二氧化碳减排的最佳途径［J］．地质勘查导报，2010（3）

4WorldResourcesInstitute．WorldResources1996－1997［M］．London：OxfordUniversityPress，1996

5贾小丰，张杨，张徽，等．中国二氧化碳地质储存目标靶区筛选技术方法［J］．吉林大学学报（地球科学版），2014（4）

6孙建平，闵思佳，李旭峰．陆相沉积盆地二氧化碳地质储存评价技术探讨［J］．安全与环境工程，2010（6）

7任妹娟，刁玉杰，张森琦．二氧化碳地质储存工程的环境影响评估初探［J］．工业安全与环保，2014（6）

二氧化碳的化学性质篇6

课前练习:

金属钠在空气中长时间放置的最终产物是()

A.Na2OB.NaOHC.Na2CO3D.Na2O2

(请写出有关反应的化学方程式)

[新课引入]

钠的是一种非常活泼的金属,在自界没有游离态的金属钠存在,通过上面的练习,我们知道,它在空气中经过了复杂的反应,但最终产物是碳酸钠,我们在初中也学过碳酸钠的一些的性质,现在大家一起回忆一下碳酸有哪些化学性质呢?(可以与酸及某些盐发生反应),碳酸钠是钠的一种重要化合物,除此之外钠的化合物还有哪些?(氢氧化钠.氧化钠.过氧化钠.硫酸钠等),碳酸氢钠是碳酸钠的酸式盐,那么它与碳酸钠是否有类似的性质呢?这节课就让我们一起通过实验来研究这两种物质的有关性质.

[板书]：碳酸钠与碳酸氢钠

[过渡]：我们这节课主要讨论它们的化学性质

由于它们都是碳酸这种弱酸的盐，那么大家想象它们共同的性质是什么呢?是不是都能与某种物质反应生成CO2呢?

[板书]：(1)与酸的反应

[练习]写出碳酸钠.碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式，如果属于离子反应,请写出离子反应方程式.

[过渡]碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应，现在让我们再来研究一下碳酸钠和碳酸氢钠在热稳性上是不是一样，能否根据已有知识来判断,如果它们受热分解，产物可能是什么呢?如何证明有二氧化碳产生呢?让我们先来做一个实验。

[演示实验]分别加热碳酸钠碳酸氢钠

[板书](2)热稳定性:

2NaHCO3======Na2CO3+CO2+H2O

Na2CO3与NaHCO3热稳定的差别可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3固体

[板书](3)用途：

Na2CO3:制皂玻璃造纸纺织

NaHCO3:发酵粉灭火器治胃酸过多

巩固练习:

1.如何除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3?[指导练习]除杂：(1)除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠;(2)除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠

2.往碳酸钠溶液加入下列物质,能反应但观察不到明显现象的是()

A.Ca(OH)2溶液B.Na2O2固体C.盐酸D.Na2O固体

[教学目的]

1.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其性质之间的异同以及它们的主要用途

2.通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验使学生了解鉴别它们的方法,培养学生认真负责和严谨求实的科学态度.

[教学重点]

碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法

[教学难点]

碳酸钠和碳酸氢钠的性质差别的原因

[教学方法]

对比法、实验探索法.

[教学用具]

投影仪.实物演示实验仪器

我们过去学过泡沫灭火器，泡沫灭火器筒内装的是饱和碳酸氢钠溶液与发泡剂的混合液，玻璃瓶里装的硫酸铝的饱和溶液。

把灭火器倒转时，筒内的两种药液相互混和后，发生如下的反应：

A12(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2

大量的二氧化碳跟发泡剂形成泡沫，从喷嘴中喷射出来，覆盖在燃烧物上，使燃烧物隔绝空气和降低温度，达到灭火的目的。最终是由于二氧化碳比空气的密度大，灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。其实泡沫灭火器是二氧化碳灭火器的一种,二氧化碳灭火器主要包括泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器。

干粉灭火器内充装的是干粉灭火剂。干粉灭火剂在消防中是广泛应用的，如碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和氨基干粉灭火剂等。干粉灭火剂主要通过在加压气体作用下喷出的粉雾与火焰接触、混合时发生的物理、化学作用灭火：一是靠干粉中的无机盐的挥发性分解物，与燃烧过程中燃料所产生的自由基或活性基团发生化学抑制和副催化作用，使燃烧的链反应中断而灭火;二是靠干粉的粉末落在可燃物表面外，发生化学反应，并在高温作用下形成一层玻璃状覆盖层，从而隔绝氧，进而窒息灭火。另外，还有部分稀释氧和冷却作用。那么碳酸氢钠干粉灭火器就是利用了它的不稳定性。，受热分解产生的二氧化碳气体对空气产生稀释作用

在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，一般1kg的液态二氧化碳可产生约0.5立方米的气体。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸引部分热量，起到冷却的作用。