初中第六單元 控制燃燒第三節(jié) 碳達峰與碳中和第2課時導學案及答案

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素養(yǎng)目標
1.能設計簡單實驗,制備并檢驗二氧化碳。(物質(zhì)的多樣性)
2.能基于真實問題情境,依據(jù)二氧化碳的性質(zhì),初步分析和解決相關的綜合問題。(物質(zhì)的多樣性)
3.能基于二氧化碳的性質(zhì)和用途,從辯證的角度,初步分析和評價二氧化碳的實際應用,對低碳行動等社會性科學議題展開討論,積極參與相關的綜合實踐活動。(物質(zhì)的多樣性)
知識概覽
基礎主干落實
一、二氧化碳的實驗室制取
1.試劑:稀鹽酸與 石灰石 。
2.反應原理: CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ (用化學方程式表示)。
3.制取裝置:
4.實驗步驟:連接儀器→ 檢查氣密性 → 裝入石灰石 → 加入稀鹽酸 →收集氣體。
5.驗滿:將燃著的木條放在 集氣瓶口 ,如果 木條熄滅 ,證明已滿。
特別提醒 驗滿≠檢驗。驗滿是驗證某氣體是否收集滿;檢驗是證明某種氣體是不是要收集的氣體
二、實現(xiàn)“雙碳目標”的路徑
1.“雙碳”目標
(1)碳達峰:碳排放的最高點即 碳峰值 。
(2)碳中和:碳達峰之后,人為碳排放與通過 植樹造林、碳捕集與封存技術 等人為碳吸收達到平衡。
(3)我國力爭2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn) 碳中和 。
2.實現(xiàn)“雙碳”目標的思路
(1)源頭上減少 化石燃料 的利用,控制二氧化碳的產(chǎn)生,從而減少二氧化碳的排放。
(2)對于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促進二氧化碳的 吸收和轉(zhuǎn)化 。
特別提醒 二氧化碳含量增多易造成溫室效應。
漫畫助學
如圖所示,我們?nèi)绾尾僮鞑拍鼙苊鈿怏w“走錯路”?
提示:長頸漏斗下端必須浸沒到液面以下,防止氣體從此處逸出。
易錯提醒
二氧化碳能溶于水且與水反應,不能用排水法收集。
重點案例探析
考點二氧化碳的制取
典題(2023秋·廣州白云區(qū)月考)請結合下列實驗常用裝置,回答有關問題。
(1)圖中儀器a的名稱: 長頸漏斗 。
(2)若要制取CO2,在B裝置中裝有石灰石,那么a中應加入 稀鹽酸 (填寫試劑名稱),該反應的化學方程式是 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ ;如果用E裝置收集該氣體,則氣體應從 b (填“b”或“c”)端進入。將該氣體通入D裝置發(fā)生反應的實驗現(xiàn)象是 澄清石灰水變渾濁 。
(3)實驗室如用塊狀固體和液體無需加熱制取難溶性氣體,可將B裝置改進為C裝置(多孔隔板用來放塊狀固體),其優(yōu)點是 可以控制反應的發(fā)生與停止 。
(4)如圖是小明實驗時的主要步驟,這些步驟的正確順序是(填字母,下同) cabde ,其中操作有誤的是 d 。
課堂達標反饋
1.[二氧化碳的危害]近年來地球氣候逐漸變暖,科學家們認為這是“溫室效應”所致。下列氣體進入大氣層能導致溫室效應的是(B)
A.COB.CO2C.SO2D.NO2
2.[實現(xiàn)“雙碳目標”的路徑]我國力爭在2060年前實現(xiàn)“碳中和”,體現(xiàn)了中國對解決氣候問題的大國擔當?！疤贾泻汀笔侵竿ㄟ^植樹造林、節(jié)能減排等形式,抵消生產(chǎn)生活中排放的CO2,實現(xiàn)CO2“零排放”。
(1)“碳”排放:
①化石燃料燃燒是造成二氧化碳排放量增加的主要原因之一?；剂现饕?、石油和 天然氣 。
②請?zhí)岢鲆粭l生活中通過節(jié)能減排助力“碳中和”的措施: 多乘坐公共交通運輸工具,減少使用私家車 。
(2)“碳”吸收:自然界有多種途徑吸收CO2。
①二氧化碳不僅能被綠色植物吸收,也能被海洋中的水吸收生成 H2CO3 (填化學式)。
②風化的巖石如CaCO3粉末可吸收空氣中的CO2和H2O轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2,反應的化學方程式為 CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2 。
(3)“碳”捕捉:每年約1 600萬噸二氧化碳被“捕捉”并對其進行壓縮封存。從微觀角度解釋二氧化碳氣體容易被壓縮的原因: 氣體分子間的間隔大,容易壓縮 。
3.[二氧化碳的制取]某同學利用石灰石與稀鹽酸反應來制取并收集二氧化碳氣體,請幫他完成下面的部分實驗報告。
(1)【實驗原理】 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ (用化學方程式表示)。
(2)【實驗裝置】實驗室制取并收集一瓶CO2,應選用下列裝置中的 BC (填字母)。
(3)【實驗步驟】驗證集氣瓶中CO2氣體已集滿的方法: 將燃燒的木條放在集氣瓶的瓶口處 。
(4)【反思交流】結合實驗,你認為該實驗的注意事項有 使長頸漏斗的末端在稀鹽酸的液面以下,實行液封,防止二氧化碳氣體由長頸漏斗逸出 (寫一條即可)。
A層 練基礎
知識點1 二氧化碳的制取
1.(2023·北京中考)下列關于CO2的實驗室制取及檢驗不正確的是(C)
2.如圖是實驗室制取、干燥氣體的常用裝置,結合所學化學知識回答問題:(提示:濃硫酸可以干燥二氧化碳氣體)
(1)寫出標號①所指儀器的名稱 長頸漏斗 ;
(2)實驗室制取CO2應選擇的發(fā)生裝置為 B (選填“A”或“B”)。用C裝置干燥CO2,氣體應從 a (選填“a”或“b”)導管口進入;用D裝置收集CO2,證明是否集滿時應將燃著的木條放在 d (選填“c”或“d”)導管口處。
知識點2 實現(xiàn)“雙碳目標”的路徑
3.“節(jié)能減排、低碳出行”是我們倡導的生活方式。這里的“減排”不涉及下列哪種氣體的排放(C)
A.二氧化硫 B.一氧化碳
C.氮氣D.二氧化碳
4.如圖是自然界碳循環(huán)圖。
(1)天然氣是重要的化石燃料,天然氣的主要成分燃燒的化學方程式為 CH4+2O2CO2+2H2O 。
(2)植物通過光合作用,可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣。光合作用的化學方程式為6CO2+6XC6H12O6+6O2,則X的化學式為 H2O 。
(3)人類降低空氣中二氧化碳含量的研究有兩個方向:一是提倡 低碳 生活,減少二氧化碳的排放;二是 大力植樹造林,增加對二氧化碳的吸收 。
B層 提能力
5.[學科素養(yǎng)·化學思想]為解決日益加劇的溫室效應等問題,中國科學家正在研究建立如圖所示的二氧化碳新循環(huán)體系。如圖關系能反映的化學觀點或化學思想有(D)
①化學變化中元素種類是守恒的
②燃燒時化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能和光能
③化學能可以轉(zhuǎn)化為機械能
④光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學能
⑤物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化
⑥二氧化碳也是一種重要的資源
A.①②③B.①②③④⑤
C.①④⑤⑥D(zhuǎn).①②③④⑤⑥
6.[數(shù)字化實驗]圖①是小組同學組裝的實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置,其優(yōu)點是可控制反應的發(fā)生和停止,為了解裝置具有此優(yōu)點的原因,他們在裝置中連接壓強傳感器(如圖②),從而測定實驗中試管內(nèi)氣體壓強變化的情況(如圖③),下列說法錯誤的是(C)
A.ab段試管中液面逐漸下降
B.彈簧夾可控制反應的發(fā)生和停止
C.a點的對應操作是打開彈簧夾
D.cd段二氧化碳氣體輸出
7.[核心素養(yǎng)·科學態(tài)度與責任]二氧化碳的捕集是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。
(1)自然環(huán)境中,CO2的過度排放會加劇 溫室效應 。
(2)綠色植物通過光合作用在葉片中合成有機物,這是自然界中碳循環(huán)的重要反應。
①如示意圖能正確表示光合作用時物質(zhì)進出的是 B (填字母)。
②在晴天時1 m2葉片每天吸收約5 g CO2來進行光合作用?？偙砻娣e為1.76 m2的葉片,在200個晴天內(nèi)能吸收CO2的質(zhì)量約為 1 760 g 。
C層 拓思維
8.[核心素養(yǎng)·科學探究與實踐]“二氧化碳的實驗室制法”是初中化學的基礎實驗之一。
(1)某小組在老師的指導下對試劑的選用進行了如下探究。按下表進行實驗,取等質(zhì)量的石灰石加入足量酸溶液中(雜質(zhì)不與酸反應),產(chǎn)生二氧化碳體積隨時間變化曲線如圖所示:
查閱資料:氯化鈣易溶于水,硫酸鈣微溶于水。
最終同學們確定用曲線乙對應的試劑制備二氧化碳,相應的化學方程式是 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ ;圖中丙反應產(chǎn)生二氧化碳的量明顯偏小的原因可能是 生成的硫酸鈣覆蓋在石灰石表面阻止反應進行,試劑沒消耗完 。
(2)甲圖為利用雞蛋殼和白醋制取和收集二氧化碳的家庭實驗裝置。
①帶小孔的眼藥水瓶下部可浸入和離開白醋,可以控制反應的進行與停止,它相當于乙圖中的 A (選填字母)裝置;
②該裝置線框中應選用乙圖中的 C (選填字母)裝置來收集CO2氣體;
③檢驗CO2氣體是否集滿的方法是 將燃著的木條放在礦泉水瓶口,若木條熄滅,證明二氧化碳已收集滿 。
(3)在實驗室中,集氣瓶被稱做“萬能瓶”,用它可以組裝成各種用途的裝置,請仔細觀察下列(F~K)各個裝置的特點回答問題:
實驗室若用F裝置收集二氧化碳,則二氧化碳應從 b 口進入(填導管口處的字母)。若要收集一定體積的二氧化碳氣體,應選用 K 裝置(填字母,下同)。一氧化碳難溶于水,且不與水反應。若要除去一氧化碳中的少量二氧化碳,同時用該瓶收集較純凈的一氧化碳,應選用 H 裝置。
實驗編號
試劑
Ⅰ
塊狀石灰石、10%鹽酸溶液
Ⅱ
塊狀石灰石、10%硫酸溶液
Ⅲ
石灰石粉末、10%鹽酸溶液