二氧化碳性质的探究实验设计.docx

化学反应原理：⑴一般情况下，二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，二氧化碳的 密度比空气大，是空气密度的1.5 倍，故二氧化碳可以灭火将二氧 化碳倾倒入盛有高低不同的两支蜡烛的烧杯中，可见蜡烛由下而上依 次熄灭⑵二氧化碳能溶于水在集满二氧化碳的塑料瓶中，加入水振荡， 二氧化碳溶解，致瓶内压强变小而出现内陷现象⑶二氧化碳能和水反应，生成碳酸H2O+CO2 = H>CO.i碳酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红色碳酸很不稳定，受热或浓度较高时易分解H2«)3 = h2o+co2 t将变红色的石蕊试纸加热，试纸又变成紫色⑷二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应，生成难溶性的碳酸钙而 使溶液变浑浊这是室验室检验二氧化碳的常用方法CO2+Ca(OH); = CaCOA I +HQ实验仪器：烧杯、塑料瓶、集气瓶、喷壶、试管等 实验药品：二氧化碳、蜡烛、石蕊试纸、水、新配制的澄清石灰 水等3．探究方案：⑴用铁片弯成一个小阶梯，用酒精灯稍加热将两支长短相同的蜡烛趁热按在铁片上，待冷却后，蜡烛即固定在铁片上了将此置于 烧杯中手握集气瓶，将其中新收集的二氧化碳顺烧杯壁缓缓倾倒入 烧杯同，可看到小蜡烛由下而上熄灭如图 17-1。

由此说明二氧化 碳不能燃烧也不能支持燃烧，密度比空气大做此实验时，收集的二氧化碳要尽可能满，尽可能纯净集气瓶 用较大的为宜倾倒时要沿杯壁往下倒，太快上下蜡烛一道熄灭，太 慢，下面的蜡烛熄灭了，上面的蜡烛还会继续燃烧教师最好事先做 几次，体验一下倾倒速度以保证实验的成功⑵用塑料瓶收集一瓶二氧化碳，倒入约三分之一体积的水，立即 旋紧瓶盖，振荡观察到塑料内陷如图 17-2证明二氧化碳能溶 于水⑶用吸水性较好且有一度强度的纸折四朵小花，将其完全浸入石 蕊试液中，取出晾干后，再浸入石蕊试液中，取出晾干直到纸花变 成明显的紫色为止向第一朵小花上喷稀醋酸（或稀盐酸等），纸花变红色说明石蕊试液遇酸变红色；向第二朵小花喷水，纸花不变色说明水不能使石蕊变红色； 将第三朵纸花放入集满二氧化碳的集气瓶中纸花也不变色，说 明二氧化碳不能使石蕊变色第四朵纸花先喷水湿润，再放入集满二氧化碳的集气瓶中纸花 变红色说明此时有酸存在，是二氧化碳与水反应的产物碳酸，如图 17-3coa61嚼嗣瞰 ii疇水 in克授燉入二範化曦中IY 穴后戲入二SL化曦中取出第一朵和第四朵变色的纸花，分别放在酒精灯火焰上加热第一朵纸花不变色，第四朵纸花变紫色。

由此说明碳酸不稳定，遇热 分解⑷在试管中取 5mL 左右的澄清石灰水，通入二氧化碳，石灰水变 浑浊4．探究评价：⑴倾倒二氧化碳的实验需要有一定的经验，不易成功该实验烧 杯容积要适当，过小，倒入的二氧化碳很快充满整个烧杯，导致上下 蜡烛几乎同时熄灭烧杯太大，二氧化碳量不足，下层蜡烛熄灭而上 层蜡烛继续燃烧烧杯宜以150mL，集气瓶用250mL为宜⑵证明二氧化碳溶解性实验效果明显，操作简便，效果很好⑶二氧化碳与水的反应中，纸花的制作有一定的难度纸质太软， 浸泡时纸张易泡化，纸花不成形，纸质太硬，石蕊在纸花上不易形成 较均一的紫色向纸花上喷酸时，由于喷雾的不均匀，纸花上出现红 色斑点，而不是均一的红色⑷二氧化碳和石灰水反应时，通入二氧化碳的时间要控制好出 现明显的浑浊即停止通入二氧化碳若继续通入，二氧化碳与碳酸钙 继续反应，生成可溶性的碳酸氢钙，溶液又变澄清CaCOr* 1I?O 丰 CO? = Ca(IICO3)25•资源开发：⑴为避免倾倒二氧化碳失败，可将实验进行如下改进，如图17-4 点燃阶梯上蜡烛，从导管中通入二氧化碳，一会儿就可看到下层蜡烛 熄灭，然后上面的蜡烛熄灭当然，通入二氧化碳的速度不可太快， 太快蜡烛熄灭的时间差太小，不易分辨。

如图17-5所示在铁架台上挂两个纸袋(或塑料袋)，调整，其 其平衡向右边的纸袋内倒入二氧化碳，可明显看到杠杆向右侧倾斜 从面证明二氧化碳的密度比空气大图1"图 17-6111二氧化碳如图 17-6 所示取一只天平，在天平左边放一只 250mL 的烧杯， 用砝码平衡再向烧杯内倒入二氧化碳，可明显看到天平向二氧化碳 一侧倾斜以此证明二氧化碳的密度比空气大③取一只大的空烧杯（1000mL以上，也可以用小塑料桶代替）， 盖上玻璃片，用向上排空气法收集一杯二氧化碳气体备用如图 17-7，用滴管头醮些洗发精溶液，吹起空气泡，轻轻摆动 滴管头，让空气泡落入充满二氧化碳的大烧杯内空气汽可以二氧化碳中飘浮一段时间证明二氧化碳的密度比空气大空气二氧化碳上升至此塑14气球二氧化廡如图 17-8 所示还可以用极薄的塑料袋吹成一个小气球，放在溜17S大烧杯内，再向烧杯底部能入二氧化碳气球能缓缓上升到烧杯口部，证明二氧化碳的密度比空气大6．创新思维：⑴能否用燃着木条熄灭要验纯二氧化碳？用排稀酸法收集不同体积的二氧化碳和空气的混合气体，再用燃着的木条试验，测得如下数据编号IIIIIIVC02体积（％）8060402010空气体积（％）2040608090木条燃烧情况熄灭熄灭熄灭时燃时熄安静燃烧实验证明，只有二氧化碳在空气中的体积分数高于20%时，燃着 的木条就会熄灭。

可见，用燃着的木条试验二氧化碳的纯度是不可靠 的因此，用排空气法收集二氧化碳并用燃着的木条验纯，不一定能 得到较纯的二氧化碳气体因此，要处到纯净的二氧化碳气体，就应 该尽可能用排液体的方法收集这些方法包括排饱和碳酸氢钠溶液、 排稀酸（如在水槽中滴几滴稀盐酸等）溶液等方法⑵二氧化碳的喷泉实验在双孔胶塞上插入一根带止水夹的导管，用滴管吸入一管的新配 制的澄清石灰水，插入胶塞内用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体，立即塞上带导管和胶头滴管的双 孔塞导管插入盛有新配制的澄清石灰水的烧杯中固定在铁架台上 用手挤压胶头滴管的胶头，将澄清石灰水挤入烧瓶内，打开止水夹 可见到澄清石灰水顺导管逆流入烧瓶内，并形成乳白色的"喷泉"如 图 17-9 该实验不仅能说明二氧化碳可以与石灰水反应，而且具有很强的 视觉冲击力，对于调动学生的学生兴趣很有效果⑶二氧化碳不能支持燃烧吗？用坩埚钳夹住一根用砂纸打磨光亮的镁条，在酒精灯火焰上点 燃，迅速伸入集满二氧化碳的集气瓶中，镁条继续燃烧，产生耀眼的 白光，生成白色固体，同时，在集气瓶壁出现黑色细小的颗粒物这 是由于镁能在点燃条件下，与二氧化碳发生剧烈的反应而燃烧2Mg + CO2 豆峑 2MgO+C可见，说二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，并不是绝对的。