二氧化碳制取的研究范文

二氧化碳制取的研究篇1

关键词：初中化学 新课程 《二氧化碳制取的研究》 改进

中图分类号：G633.8 文献标识码：C 文章编号：1672-1578（2015）10-0131-01

在初中化学教材中，二氧化碳制取是考试常考的内容，为了让学生充分掌握二氧化碳制取相关知识，教材设计了二氧化碳制取实验。这样有助于提高学生的动手能力和实践能力。但是在教学中，二氧化碳装置存在以下弊端：不能随用随取，密封性较差，实验效果不明显等。因此，需要对此进行改进。

1 教材中二氧化碳制取装置的不足

图1是教材中二氧化碳制取装置，该装置比较简单，便于操作，但是这两种装置都存在不足，即无法对反应进行有效地控制，不用随用随取，不用就停。当在试管内或者锥形瓶内加入适当的稀盐酸溶液之后，瓶内的液体和固体立即发生反应，虽然反应非常迅速，但是无法对瓶内反应进行有效控制。要想停止瓶内反应，则必须将瓶内的液体倒掉，不能自动排掉液体，所以完成实验后还需要清理试管和锥形瓶。

2 二氧化碳制取装置的改进设计

针对教材中二氧化碳制取装置中存在的不足，对其进行改进，改进装置（如图2）。该装置弥补了教材中制取装置不能随用随取、不用就停的缺陷，反应非常迅速，且充分满足了化学教材的需求。该装置能将液体和固体快速分离出来，能自动排泄液体。该装置的一个亮点是将玻璃弯管插入到反应瓶B中，通过玻璃弯管阻止固体颗粒进入到瓶中，也能处理液体，当不需要制取时，能立即停止瓶中反应。将水止夹B关闭，剩余液体则通过乳胶管逐渐回流到漏斗A中，从而将液体和固体分离出来。该种方法采用了物理学中的连通器原理以及气压原理。另外，在排泄反应后液体清理方面的改进，也采取了物理学中的连通器原理和气压原理。

3 改进装置二氧化碳的制取

改进装置采用的材料是雪碧瓶、Y型玻璃管、u型玻璃管、隔板、玻璃弯管、乳胶管、排泄管等。漏斗A和反应瓶B都是雪碧瓶，漏斗是雪碧瓶的瓶口部位，将其倒置安装。在雪碧瓶的瓶盖上扎小孔，再将Y 型玻璃管插在瓶盖上，反应瓶B是雪碧瓶的瓶底部位和瓶口部位，在雪碧瓶的底部扎孔，将玻璃弯管插在底部，再将隔板、u型玻璃管安装到相应的位置，用胶将反应瓶B的上下部位连接起来。瓶盖提高了实验的密封性，再加上乳胶管，使密封效果更佳。反应瓶B中的多孔隔板是塑料制品，在上面扎小孔，将玻璃弯管插在上面，将隔板固定住，再用两支乳胶管将Y型玻璃管和反应瓶A连接起来，用止水夹夹住，再将乳胶管和反应瓶B连接起来，装置即完成。

4 改进装置的使用说明

第一，检查气密性。用止水夹将导管和排液管夹住，将适量的水添加到漏斗A中，仔细观察漏斗A中水位变化。如果出现较大变化，则说明装置的气密性较差，反之，气密性良好。打开排液管上的止水夹，将漏斗A中的水排放出去，直到排净，再用止水夹A将导管夹住，即完成装置气密性检查工作。

第二，制取二氧化碳。用镊子将适量的石灰石放在反应瓶B中，拧紧瓶盖，再将少量的稀盐酸添加到漏斗A中，打开导气管上的夹子，漏斗A中的液体通过乳胶管流入到反应瓶B中，产生化学反应，此时即完成了二氧化碳制取工序。

第三，反应随用随取、不用即停的操作。在提取二氧化碳的过程中，要想立即停止制取，可以关闭止水夹B，在压力的作用下，液体逐渐回流到漏斗中，实现了液体和固体的分离，如果想继续提取二氧化碳，则需将止水夹B打开。

5 实践效果

改进二氧化碳制取装置后，取得了良好的教学效果，体现了绿色环保理念，节约了化学药品。实践证明，完成药品放置后，在几天内都是可以使用的。

6 总结本课题主要内容

在二氧化碳制取教学过程中，教师可以任由学生自己总结经验，归纳自己在教学中学到了哪些知识，收获了什么，还有什么需要改进。教师还可以设计活动表现评价表，通过学生在实验中的表现，了解学生掌握的知识、技能、方法、情感、学习目标落实情况以及价值观等。

7 布置课后探究式作业

这一环节是对课堂探究教学的延伸，学生可以充分利用身边的废弃物志或者化学物质制取二氧化碳。比如，可以用贝壳或者鸡蛋壳来替代大理石，用食醋是替代稀盐酸。将教学与现实生活联系起来，将课堂探究延伸到现实生活中，学生可以利用所学到的化学知识来解决现实生活中的问题，感受化学知识的使用价值，激发学生学习兴趣，提高化学教学效果。

8 结语

综上所述，探究性的教学方式增强了学生间、师生间的交流，丰富了学生情感，提高了学生学习技能，帮助学生树立了正确的价值观。因此，教师在教学过程中，应该给予学生更多的探究机会，敢于创新教学方法，提高学生实践能力和探究能力。

参考文献：

[1]周虹.第六单元课题2二氧化碳制取的研究（1课时）[J].少儿科学周刊（教育版），2014，11（6）：187-188.

[2]王俊英.二氧化碳制取的研究[J].读写算（教育教学研究），2014，11（37）：145-146.

二氧化碳制取的研究篇2

二氧化碳是引起全球气候变化的最主要的温室气体之一，控制二氧化碳排放问题受到世界各国的广泛关注。控制温室气体排放、减缓气候变化已成为我国实施可持续发展战略的重要组成部分。在日前召开的以“温室气体(二氧化碳)控制技术及关键问题”为主题的第279次香山科学会议上，来自能源、化工、环境等不同领域的专家，就寻找适合我国国情的控制二氧化碳排放技术路线与战略进行了研讨。 n 二氧化碳减排难点 研究表明，二氧化碳来源于人类对煤、天然气和石油等化石能源的过渡开发与利用，特别是工业革命以后人类越来越依赖于化石能源。人类向大气排放的温室气体主要有：二氧化碳、甲烷、氮氧化物和其他气体，其中大约60%的温室效应是由二氧化碳产生的。 会议执行主席、中国科学院工程热物理研究所徐建中院士在题为《控制二氧化碳排放的若干科学问题》的报告中说，随着人类对化石能源的依赖越来越大，二氧化碳减排成为人类必须解决的、不可回避的重大问题。 二氧化碳排放源分布广泛，涉及到工业、交通、建筑、农业和管理等各个领域，由于各二氧化碳排放源不同，很难用单一的方法分离回收。传统分离和回收二氧化碳的技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法和深冷法等。但不论采用哪种二氧化碳分离方法，分离过程的能耗都很高，这不仅意味着额外增加了单位发电量或产品的二氧化碳排放量，而且大幅降低了能源系统效率。如吸附法中包含了一个解吸过程，需要依靠压力或温度的改变将二氧化碳与吸附剂分离，压力变化或温度变化不可避免地带来大量的能量损失。而膜分离技术的难点在于受到膜材料的限制，导致膜成本较高，致使该方法目前不能大规模推广使用。 二氧化碳被分离后，需要存储起来，才能达到与大气隔离的目的。由于二氧化碳量巨大，每年达百亿吨，如此大量的二氧化碳安全存储，也是二氧化碳减排的难点之一。2003年，全球二氧化碳的排放总量约为237亿吨，对如此大量的二氧化碳进行捕获和封存是一件非常困难的事。 会议执行主席、清华大学化学工程系费维杨院士说，二氧化碳的储存技术主要有深海储存等多种形式，但目前许多研究工作才刚刚开始，二氧化碳的储存技术有可能产生的一些新问题尚有待深入研究。 n 减排中的关键科学问题 徐建中说，由于二氧化碳排放的范围广、涉及的领域多，问题复杂，并不是靠一两个方法就可以得到解决，在对二氧化碳减排途径进行研究时需要关注的几个关键科学问题有：一是化石能源高效利用新方法和新机理研究，要打破传统化石能源利用模式，开拓化石能源利用的新方法和新机理，以进一步提高能源转化与利用效率、减少化石燃料消耗和二氧化碳的排放；二是可再生能源与化石能源互补利用的方法和机理研究，将可再生能源与化石能源利用结合起来，通过化石能源和可再生能源的互补，不但可以克服可再生能源不连续的缺点，还可以促进可再生能源的利用，减少化石能源的消耗；三是生物固碳方面的研究，我国林地覆盖面积和生物量相对较低，研究造林、林地恢复、丰产林管理、采伐管理、森林防火和病虫害控制等方面的科学问题，将有助于森林固碳量，减少碳排放。 将二氧化碳从固定排放源排放的尾气或其他气体中分离并存储，是减少二氧化碳排放的重要方法。 但现有的二氧化碳分离技术在把二氧化碳分离出来后将消耗大量的能量，研究新型二氧化碳分离方法，降低二氧化碳分离能耗是减少固定排放源二氧化碳排放量所需解决的关键问题之一。二氧化碳资源化利用方法创新、系统整合控制二氧化碳排放的方法及机理等都有待进行深入的研究。 国家发展和改革委员会能源研究所研究员徐华清介绍说，到2020年，中国应对气候变化的总体目标设想为：减缓温室气体排放取得显著成效，适应气候变化的能力不断增强，气候变化相关的科技与研究水平取得新的进展，公众的气候变化意识明显提高，气候变化领域的机构和体制建设得到进一步发展。国家将大力推进技术开发和推广利用力度，加强煤的清洁高效开发和利用的技术研究，加强油气资源勘探开发利用技术和可再生能源技术等方面的研究，增强自主创新能力，促进能源工业可持续发展，增强应对气候变化的能力。 中国二氧化碳减排之路 徐建中认为，针对我国能源利用现状，目前我国减少二氧化碳排放可以有多种途径，如提高能源转化与利

二氧化碳制取的研究篇3

2016年12月22日3时22分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称“碳卫星”）发射升空。该卫星的成功研制和后续在轨稳定运行，将使我国初步形成针对重点地区乃至全球的大气二氧化碳浓度监测能力，对充分了解全球碳循环过程及其对全球气候变化的影响，提升我国在国际气候变化方面的话语权具有重要意义。

本次发射的碳卫星作为我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星，围绕全球气候变化这一当今国际社会普遍关心的全球性重大问题，以大气二氧化碳遥感监测为切入点，利用高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪等探测设备，通过地面数据接收、处理与验证系统，定期@取全球二氧化碳分布图，大气二氧化碳反演精度将优于4ppm，使我国在大气二氧化碳监测方面跻身国际前列。此前，全球已有两颗二氧化碳监测卫星：日本在2009年发射的“呼吸”号（GOSAT）温室气体观测卫星，美国在2014年发射的“轨道碳观测者2号”卫星（OCO-2）。

碳卫星是国家科技部为应对全球气候变化、提升我国全球二氧化碳监测能力部署的一项重大任务。通过863计划地球观测与导航技术领域“全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范”重大项目立项实施。由中科院国家空间科学中心负责工程总体；中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效载荷；中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。

中国科学技术部国家遥感中心总工程师李加洪说：“碳卫星不仅填补了中国在该领域的空白，而且整体水平高于‘呼吸’号。它对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测，给出全球碳分布数据，不仅体现了中国应对全球气候变化采取的行动，也展现了负责任大国的担当。”

负责本次发射任务的长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院研制。此外，本次发射还搭载发射中国科学院微小卫星创新研究院自主安排研制的1颗高分辨率微纳卫星和2颗高光谱微纳卫星，有效载荷由中科院光电研究院研制。这是长征系列运载火箭的第243次飞行。

二氧化碳制取的研究篇4

1992年，联合国在巴西当时的首都里约热内卢召开了首次环境与发展大会，史无前例地将环境与发展放到一起，试图寻找一条协调两者关系的途径，并就此通过了许多决定和公约，其中即包括《联合国气候变化公约》。联合国希望通过各国政府的努力，遏制因碳排放产生的温室气体带来的全球气候变化问题；后来，还成立了联合国政府间气候变化专门委员会（缩写为IPCC），召开了多次全球气候变化会议，制订了《京都议定书》等多项具有强制性的全球节能减排相关规定。

四成排碳去无踪

在太阳系中，目前已知碳仅存在于地球上，它是生命存在和发展的基本元素，是参与地球水热平衡的基本要素。碳平衡则依据排放量的多少存在相对性。在全球变化研究中，碳循环是一个焦点，其中，碳平衡是其核心。在节能减排中，人们必须首先了解碳的排放量及其去向，才能有针对性地制定各项政策和措施。然而，各国科学家在全球碳平衡研究和估算中发现，排放的二氧化碳中有近40%去向不明。这就是全球变化与碳循环领域的“二氧化碳失汇”问题，科学家们形象地称之为“碳黑洞”。

失汇的碳究竟有多少呢？联合国政府间气候变化专门委员会估算，这一数值大约有1.9Pg；后续研究又将其扩大到2Pg以上。其中Pg为度量单位，1Pg相当于1015克，即10亿吨。2 Pg即每年碳失汇量有20亿吨，这是一个十分巨大的数值，大约相当于全球碳排放量的40%。由此，各国科学家试图通过大量研究工作找到“碳黑洞”。最近10～20年，科学家们针对此问题，相继研究了海洋、森林、草地、农田、湿

地和土壤有机碳，除了确认森林为微弱碳汇（碳汇是指吸收并储存二氧化碳的数量）外，其他方面进展甚微，人们仍无法准确回答“余下的碳排放去了哪里”这个问题。

为此，在国家重点基础研究发展计划项目――“973项目”支持下，中国科学院新疆生态与地理研究所牵头组织了一个年轻的科学家群体，对“碳黑洞”在干旱区的可能性进行了深入研究。

茫茫大漠觅踪迹

当各国科学家在全球其他地区专注于碳失汇中的有机碳失汇时，我国科学家在2002～2007年相继提出了我国西北干旱区、干旱性土壤中存在着巨大的无机碳库问题。他们认为，西北干旱区无机碳库是有机碳库的2～5倍，约占全国土壤无机碳库的60%以上，每年我国干旱性土壤中碳酸盐截储大气碳的规模在1.5Tg（1Tg为1012克），即15万吨，这对全球碳固定及大气二氧化碳的调节很可能具有重大意义。

与此同时，中国科学院一个重点生态实验站――新疆生态与地理研究所阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站站长、中国科学院“百人计划”人选李彦研究员在其主持的关于准噶尔荒漠-绿洲土壤呼吸的对比实验观测中发现：荒漠盐碱土频繁出现对二氧化碳的吸收过程；采取灭菌处理剔除有机碳吸收过程后，盐碱土仍全天吸收二氧化碳。他们初步测得的无机过程强度与有机过程强度在同一量级。干旱区无机碳汇形成的载体和通道就是农田灌溉的洗盐水和荒漠区洪水以及地下水，它们将土壤中的二氧化碳带入地下咸水。干旱区咸水是比海水碱性更强的水体，可溶解大量二氧化碳，从而形成碳汇，并且这个过程几乎是单向的，最终形成了陆地上除土壤、植物之外的第三个活动碳库。这个碳库可达1000 Pg，即1万亿吨。

这一发现立即受到国际学术界的广泛关注。全球知名学术刊物《科学》指出：“中国西部古尔班通古特沙漠二氧化碳通量的测量得出了一个令人吃惊的结论，荒漠盐碱土正在默默地以无机方式大量吸收二氧化碳。”

令人吃惊的还不只在此，阜康站的研究同样关注了盐碱土地下有机碳的固定作用，重点关注了以往被忽视的植物地下根系这个土壤有机碳研究中的关键点。研究人员认为，根系是重要的碳汇，是地下碳库的重要组成部分。而土壤微生物关系着土壤碳库和生态系统功能，也是陆地碳循环和营养循环的重要组成部分。由此，形成了对地下碳库全面和初步的新认识。

在此基础上，2008年10月，由中国科学院新疆生态与地理研究所牵头，联合德国、比利时等国的科学家和中国科学院植物所、中国农业大学、兰州大学、石河子大学的科学家，开展多项课题研究，以亚欧内陆干旱区为对象，全面探讨了碳循环过程，在试图解决全球二氧化碳失汇问题的同时，探讨增加土壤碳库以换取工业二氧化碳减排的有效途径。

荒漠盐碱存玄机

在西方的古代传说中，

普罗米修斯盗取火种，给人类的生活带来了翻天覆地的变化。在现实生活中，人类从自然界的火灾中感受到了火的力量，逐渐发明了各种取火的方法，从而改变了蛮荒的生活状态。工业革命中，蒸汽机的发明进一步改变了人类的生活。火-碳的燃烧从此始终与人类社会的发展相伴。碳排放、碳循环，从一个单纯的资源利用问题，逐步发展成为资源与环境的对立统一问题。随着碳的利用量的不断攀升，碳循环也成为一个不断变化的动态平衡。

大气中不断增加的二氧化碳，总归要排放到一些地方，这些去处被科学家们称为“碳库”。碳库以无机（二氧化碳）或有机（碳水化合物）的方式存在，呈现出一种不断变化的平衡状态。这个排放与存放过程，也就是碳循环的过程。

地球上的碳库主要是两大块：一是占全球表面积3/4的海洋，碱性海水对二氧化碳的无机吸收约为全球的一半；二是陆地，陆地上生长的植物和埋藏的土壤有机（无机）碳为另一吸收和存储地。

在很长时间内，因为干旱区生命过程微弱，各国科学家忽视了干旱区土壤的固碳能力，特别是忽视了干旱区地下碳吸收的无机过程和有机过程的并重，从而影响到人们对全球碳循环的认知。

在破解“碳黑洞”问题过程中，我国科学家发现，亚欧内陆干旱区分布着世界最大和最多的内陆河流，这些河流无法进入海洋，河水携带的大量盐分不断堆积在荒漠-绿洲复合体中，盐渍化土壤溶液的pH值高达8.5～11，远远超过河流入海后海水的碱度（pH值为8.1）。这为盐碱土不断吸收二氧化碳增添了巨大的潜力。土壤溶液pH值每增加一个单位，盐碱土对二氧化碳的溶解度可增加一个量级，即相当于原来的10倍。

这个过程的核心点是碱性土壤溶液对二氧化碳的吸收。土壤或植物呼吸出的二氧化碳被土壤溶液溶解，溶解的二氧化碳在洗盐过程中被淋洗进入地下咸水。由于干旱区的农田大多深受盐渍化危害，所以，在当地的农业生产中，洗盐是必须的一个步骤。洗盐过程永远伴随着二氧化碳被淋洗进入地下咸水的过程。

当然，土壤吸收存储二氧化碳是一个复杂、长期的过程，还有很多问题需要深入研究，如二氧化碳进入地下咸水后与周围土壤、岩石的相互作用等。同时，这一区域也是全球化石能源最丰富的区域之一，例如，新疆石油、煤的储量就占到全国的30%～40%；中亚、西亚的情况也类似。在开发利用化石能源的同时，考虑这个地区的碳汇潜力意义重大。

在破解“碳黑洞”问题的同时，科学家们还解决了一个重大的科学问题，即地下碳库中有机碳的储量问题。过去，人们对地下有机碳的估算都以1米以内为限。而在干旱地区，由于地面水严重缺乏，迫使植物转向地下深处要水，植物由此发展出更深的根系。在干旱区，许多木本植物的地下垂直根系深达20米，水平根系可达百米上下，这些根系深度都在1米以下的植物，常形成地下生物量接近或超过地上生物量的情况，最终使得在估算有机碳时，必须进

行相应的调整。例如，据测算，中亚5国荒漠总面积为294万平方千米，植被总碳储量为5.35亿吨。其中，地上部分2.7亿吨，占50.47%，地下部分2.65亿吨，占49.53%，地上、地下碳储量基本相当。因此，地下有机碳过程（包括土壤与植物）对二氧化碳的吸收强度起到关键作用，不容忽视。根据课题组的测算，中亚干旱区总有机碳库为71.7 Pg（相当于717亿吨），这可是一个巨大的碳库，在全球碳循环中不可忽视，且近30 年，中亚生态系统累积固碳为0.36 Pg（相当于3.6亿吨）。

此外，课题组还构建了盐碱土二氧化碳吸收模型，进而推算出全球干旱区二氧化碳年吸收量为1.26 Pg（相当于12.6亿吨），这对寻找全球碳迷失具有重要价值。课题组的模拟结果表明，近30年来，亚欧内陆干旱区生态系统碳动态对气候变化和人类活动响应敏感，温度每升高0.5℃和大气中二氧化碳浓度每增加2ppm，碳汇强度每年每平方米将增加3.1克；降水每增加10毫米，每年每平方米增汇2克。

节能减排可助力

探讨二氧化碳失汇问题，破解“碳黑洞”，在当前应对全球气候变化、推行节能减排中具有重要意义。

首先，是科学上的重大意义。它证明了全球碳循环中的迷失碳，部分存在于全球最大规模的荒漠-绿洲复合体中。这个复合体蕴含了长期未受重视的碳循环问题。对地下“碳库”的研究，创造性地开展了荒漠-绿洲复合体地下有机碳研究，不仅丰富了土壤碳循环的研究，实现了地下有机碳与盐碱土碳过程相互作用研究的重要突破，而且对盐碱土二氧化碳吸收的生物过程具有重要意义。

其次，对我国和欧亚干旱区的发展具有极大的现实意义：首先，服务于我国节能减排和碳平衡的国际谈判。增加土壤碳库被认为是换取工业二氧化碳减排的有效途径之一。目前，关于将二氧化碳从工业或相关的排放中分离出来，输送到封存地点，与大气隔绝的二氧化碳捕集与封存技术，正处于热研之中，并取得很大的进展。鉴于干旱地区既是化石能源极端丰富的地区，又有盐碱土这个巨大的地下碳库，我国可以在国际节能减排中发挥巨大的作用。其次，重新认识干旱区盐碱土碳吸收与水盐运移过程，将为有“中国土地后备库”之称的我国西北地区后备土地开发和生态建设提供全新的理论依据。第三，推动和服务于中亚区域合作，拓展上海合作组织的科技合作，共同关注和协调解决全球变化及资源与环境问题，为欧亚干旱区的区域经济和环境协调发展奠定科学基础。

随着世界经济的不断发展，虽然以可再生能源为主的新能源在能源结构中所占比例不断加大，但在未来相当长时间内，对以碳为核心的化石能源的需求和利用，仍将呈现持续增加的态势，碳的排放量还将不断上升，因碳排放而出现的全球气候变化依然处在发展之中，对全球各国和人类生活随时会带来许多灾难性的影响。

全球气候变化在目前的一个显著影响就是大气中的水分循环加剧。与此同时，大气的不稳定度增加，极端的旱和涝都容易出现。2013年，在全球频繁出现的极端气候事件就是一个实例。但在干旱地区，因气候变化带来的降水的增多，为农业开发、防沙治沙形成了良好的条件，地面植被和地下根系的增加将极大提升干旱区的固碳潜力。

二氧化碳制取的研究篇5

化学新课程标准为了建构化学这门学科，提出了五条基本理念，其中第4条是：让学生有更多的机会主动体验科学探究的过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力.对照此条，“二氧化碳制取的研究”这堂课缺少了对学生探究学习机会的提供和“做科学”的体验，反映出学生在课堂上的两“少”：机会少和体验少.

我们回顾一下探究学习的定义和作用：它从学科领域或现实生活中选定研究主题，教师为之创设情境，学生独自发现问题，通过实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探究活动，获得知能，发展情态，特别是探索精神和创新能力得到发展.

化学是一门以实验为基础的科学，物质世界的变化规律都是通过实验探究获得的，可以说，没有实验便没有化学等自然科学的建立.

苏霍姆林斯基说：“人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者.”化学教师应成为学生探究活动的促进者，并且时刻牢记，放手让学生拥有丰富的体验是化学教学成功的前提.

如何促进学生的探究学习呢？要解决这个问题，我们需明确探究学习的指向和特点.通过查阅相关资料，可以得到这样一些认识：探究学习指向于体验的获得、知识的建构、解决问题方法的掌握这三个目标，其特点归结为强调科学素养的培养、强调过程、强调实践、强调任务的驱动、强调问题意识的培养等五个“强调”.有了这些认识，作为教师，就是要促进学生探究.

对于“二氧化碳制取的研究”这堂课，我的做法与这位“送教下乡”的县城教师有所不同．在教学中，我是利用问题驱动、创设情境、提供素材，让学生真探究，真体验.

整堂课我设计了如下问题，依次是：1．由哪些途径可以产生二氧化碳气体？2．实验室制取气体选择原料的条件是什么？3．实验室制取二氧化碳的最好原料是什么？4．实验室制取二氧化碳选择怎样的发生装置？5．实验室制取二氧化碳选择怎样的收集装置？这些问题情境有很强的针对性、可操作性，并有良好的探究性，利用这些问题驱动，学生能够触景生情，在探究中充满渴求新知和自激向前的冲动.

限于篇幅，我谈谈前三个问题的解决方案：第1个问题，本人安排为课前准备，把学生分成五人一组，共七组，让每组学生在本课前通过上网、查阅各种资料等途径得到制取二氧化碳的有关途径.第2个问题，让同学们共同回忆氧气的实验室制法，然后推广总结出实验室制取气体选择原料的条件是什么（请各小组分别进行讨论）.第3个问题，教师事先在每一组的实验台上都准备了好多实验药品（稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、鸡蛋壳、碳酸钙粉末、石灰石等），让同学们一起动手探究，并最终确定实验室制取二氧化碳的最好原料.

在“我与学生共舞”的课中，对第1个问题，各小组代表踊跃发言，经整理得出如下主要途径：木炭燃烧、人的呼吸、煅烧石灰石、碳酸氢钙分解、稀盐酸/稀硫酸跟石灰石反应、稀盐酸/稀硫酸跟碳酸钠粉末反应、稀盐酸/稀硫酸跟碳酸钙粉末反应、稀盐酸/稀硫酸跟鸡蛋壳反应、碱式碳酸铜受热分解等.如此丰富的结论使我心暖，调查探究让学生的思想首度绽放.对第2个问题，学生一起讨论，各小组代表发言，交流后达成共识，实验室制取气体选择原料的条件是：价格便宜，反应速度适中，利于收集，操作简单、安全.如此完整的归纳使我欣慰，讨论探究让学生的思想又一次绽放.对于第3个问题，全体学生兴致勃勃做实验，教师巡视并适时加以点拨，小组实验结束后，学生们通过自己记录的实验现象踊跃发言，各抒己见后达成共识：实验室制取二氧化碳最好原料为石灰石或大理石与稀盐酸.如此严密的筛选使我心服，实验探究使学生体验深刻，合适的素材让学生的思想再次绽放.

结合自己的教学实践，本人的思考是，促进学生探究应该在问题情境创设、思维方法传授、过程结果并重、素材合理选择等诸方面下工夫，唯有这样，探究学习才能做到扎实有效，否则只能流于形式.这也就决定了教师的责任和使命：为了使探究学习的指导得法，教师必须深入“探究教学”的探索与研究.

二氧化碳制取的研究篇6

    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:A B C 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 .

    [2] 林碧君. 化学教学中探究性学习之我见[J].《科教文汇》 2008年26期 .

二氧化碳制取的研究篇7

【关键词】国际贸易 工业二氧化碳排放 投入产出分析

全球气候变暖是人类迄今面临的最重大的环境问题之一，它己经成为影响世界经济秩序、政治格局和各国经济贸易活动的一个重要因素。改革开放以来，我国经济取得了巨大的发展，经济实力在世界范围内逐步提升，燃料燃烧所产生的二氧化碳排放量也已越过美国，位居世界首位。因此，国际贸易与环境污染之间的关系引起政府和学者的广泛关注，发达国家是否通过贸易向我国转移了污染产业？贸易对于我国工业各行业二氧化碳排放又存在怎样的影响？研究这些问题对于更清晰地认识国际贸易与我国工业行业二氧化碳排放之间的关系无疑具有积极的意义。

一、我国对外贸易发展现状分析

改革开放以来，我国贸易发展取得了显著的成就，成为国民经济不可或缺的重要支柱。历年统计资料显示了自1990年以来我国贸易发展的基本情况，从中我们可以看出：

首先，我国对外贸易规模不断扩大，而且自1994年至今一直是贸易顺差的局面，特别是入世以来，贸易顺差更是处于不断扩大的趋势。其次，我国外贸依存度也呈现快速增长的态势。第三，出口产品结构不断改善，制成品的比例不断提高，初级产品的比例不断下降。最后，从贸易方式上看，加工贸易是我国主要的贸易方式，但是，在加工贸易中，我国只赚取了很少的一点加工费，但却付出了大量廉价劳动力，并消耗了大量的能源，在国内产生了大量的污染。

二、我国二氧化碳排放现状分析

从最近几年的情况来看，我国已成为世界上二氧化碳排放量最多的国家，巨大的能源消耗使得发展低碳经济成为我国实现经济发展模式转型的重要动力。虽然过去数年间中国二氧化碳排放呈现强势增长，但统计资料显示，1890年一2007年间中国总二氧化碳排放占世界二氧化碳排放量的比例并不高，仅为9%，而美国和欧盟则占据了51%。此外，从人均二氧化碳排放角度看，2007年中国为4.6吨/人，远低于发达国家水平。

我国成为二氧化碳排放大国的原因主要在于：首先，改革开放以来，由于我国经济持续快速发展，能源消耗增长较快，而二氧化碳排放主要来自于化学燃料的燃烧，从而必然会出现二氧化碳排放量的大量增长。其次，我国成为二氧化碳排放大国也与我国的经济增长方式有很大关系。自改革开放以来，我国一直坚持以出口为导向的贸易发展方式促进经济增长，而这些产品大量出口到其他国家，在满足全球消费者需求的同时，资源消耗和污染排放却由我国承担。

从以上的分析可以得出下列结论：首先，我国处于社会主义的初级阶段，由于经济发展的需要，能源消费历年来不断增长，从而导致以二氧化碳为主的温室气体的排放逐年增加。此外，对于拥有世界五分之一人口的中国来说，我们的人均二氧化碳排放量远低于发达国家，甚至低于很多发展中国家。其次，贸易的飞速发展与我国二氧化碳排放增长之间存在着不容忽视的联系，通过出口贸易，我国实际上承担了本应在进口国排放的二氧化碳。某些发达国家不应一味的指责我国二氧化碳排放量大，而更应关注这个事实背后所隐藏的真相。

三、对策建议

（一）强化环保意识，完善环境相关法律法规

生活方式和行为模式等对于减缓气候变化的重要性已经得到了IPCC的研究证明。对减缓行动有积极影响的实例包括：消费模式的改变、教育和培训、建筑内居民行为的转变、交通需求管理、产业管理工具等。加强全民环保意识，完善环境相关法律法规，对于减缓二氧化碳排放意义重大。

（二）调整能源消费结构，提高能源利用效率

我国工业生产中之所以二氧化碳排放量大，最主要的一个原因就是我国的能源消费结构以煤为主，且其使用效率较之于石油、天然气等较低，因此控制我国二氧化碳排放，首先需要调整我国的能源消费结构，降低煤炭等二氧化碳排放系数较高的能源比重，相应提高优质、高效的能源消费品种的比重，则对于满足同样的经济社会发展需求，所需要的能源消费总量以及排放出的二氧化碳就会相应减少。

（三）改善贸易结构，促进产业结构调整与升级

要减少我国贸易中二氧化碳的排放，在出口方面，首先应积极扩大服务贸易出口。其次在工业行业内部，要控制采掘业、冶金行业、化学工业等高二氧化碳排放强度行业的出口，而相对鼓励电气机械、仪器仪表、通信设备等低二氧化碳排放强度行业的出口；严格控制高耗能、高排放和资源型产品出口，限制或降低对自然资源造成破坏以及附加值小的初级产品的出口，采用先进技术改造传统工业，把依靠资源、能源消耗的经济增长方式转变为依靠生态型资源循环发展；最后，政府应出台优惠的财税政策推动企业从事研发，引导国内企业进行绿色生产，从而促进我国逐步从资源密集型、污染密集型产品出口向技术密集型、清洁密集型商品出口结构的转变。

（四）温室气体减排的国际合作——清洁发展机制

作为一种全球性公共品，二氧化碳排放的增加会导致全球气候发生变化，减排二氧化碳需要广泛的国际合作。中国的CDM项目活动已经取得了良好的成绩，截止2010年3月3日，国家发改委批准的全部CDM项目2411个，在联合国注册项目758个，在可预计年减排量上中国更是占全球的59.39%。广泛开展国际合作，大力推进CDM项目，中国必将对全球温室气体减排做出不可估量的贡献。

参考文献：

二氧化碳制取的研究篇8

关键词：二氧化碳；排水集气法；实验探究

文章编号：1005C6629（2014）7C0065C02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的发现

初中化学教材中[1]二氧化碳气体是用向上排空气法收集的，没有提到用排水法收集，在一些练习甚至中考题中会考到二氧化碳是溶于水的，不宜用排水法收集。

二氧化碳的制取和性质是初中化学的重点知识，学生要掌握二氧化碳气体发生和收集、性质的验证等实验操作。在一次的学生实验中，每组发了一个水槽，要求学生把一瓶没用过的二氧化碳气体倒扣在盛水的水槽中，观察现象。同时笔者在黑板上写了一个数据：20℃，一个标准大气压下，1体积水中溶解0.88体积的二氧化碳[2]。

下课前汇总的实验现象：19组中有4组同学说没有水压入集气瓶；13组同学说有水压入，但很少，不到1厘米；有2组同学集气瓶中压入的水稍多，超过1厘米。学生提出疑问，水槽中这些水量，理论上足够把集气瓶中的二氧化碳气体溶解完，为什么集气瓶中水面几乎不上升。笔者问学生收集二氧化碳时都验满了吗，回答是肯定的；笔者指出即使点燃的木条熄灭，二氧化碳可能也是不纯的。这时下课铃声响起，同学们带着困惑离开了实验室。

2 问题的反思

曾经在《化学教学》杂志上看到过宋时雨老师的文章“使带火星木条复燃的氧气浓度极限的实验研究”[3]，该文通过实验证明当空气中氧气浓度达到50.2%及以上，带火星的木条即能复燃。

笔者又查阅了很多上海及外省市的中考卷，对充满二氧化碳气体的集气瓶倒扣在水中，现象的描述都为液面略有上升。

综合各种资料，笔者对学生的实验现象产生的原因有以下几个猜想：

猜想一：集气瓶中二氧化碳可能不纯；

猜想二：各种资料中关于二氧化碳在水中的溶解性数据可能并不准确；

猜想三：二氧化碳在水中的溶解速度可能较慢。3 实验验证

笔者进行二氧化碳溶于水实验。实验当天气温4～8℃，水温7℃，天气晴朗，用的是自来水。

取三个相同规格的集气瓶，一个大试管。先用向上排空气法连续收集两瓶二氧化碳气体，用点燃的木条放于瓶口验满后，马上倒扣在盛水的水槽中。让药品反应一段时间（预先多放点大理石，稀盐酸可随时添加，尽量排出装置中的空气），再用排水集气法收集一集气瓶和一试管二氧化碳气体，也倒扣在盛水的水槽中，依次编号为1、2、3、4（注：收集的前后时间差控制在10分钟内）。笔者每隔2小时拍照记录进入集气瓶和试管中的水量，并测算了2小时和24小时整这两个时间点时，进入容器内的水量占集气瓶容积的比例。以24小时整样本3为例，测量压入的水的体积，再测出该集气瓶装满水时水的体积，两者相除，算出当时水占集气瓶容积94.2%。具体实验情况见表1。

分析表1，发现二氧化碳溶解于水的速度很慢，样本1～4压入的水量不同，是因为二氧化碳的纯度不同，用排水法收集的二氧化碳纯度大大高于排空气法收集的二氧化碳纯度，并且排水法不需要验满，节约原料。

学生实验中，由于二氧化碳是用排空气法收集，且倒置于水中的时间很短，从而造成学生很难发现二氧化碳溶于水而水位上升的现象。

由此可见，二氧化碳溶于水的速度很慢，其溶解的速度不影响用排水法收集二氧化碳，且收集到的二氧化碳纯度很高（快、纯、省料），而用排气法收集的二氧化碳纯度就较低，且耗时、耗料。

4 使点燃的木条熄灭的二氧化碳浓度研究

笔者用容积为150mL的集气瓶，装入60mL水，留有90mL空气，用二氧化碳排出这些水，用此法收集到占空气体积分数为40%的二氧化碳气体，再用点燃的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭。通过改变装入集气瓶中的水量，来改变二氧化碳的体积分数，试验不同浓度的二氧化碳使燃烧的木条熄灭的情况。实验结果见表2。

实验证明只要空气中CO2的体积含量达到30%及以上，点燃的木条就能熄灭。

5 结论

通过上述实验我们可以得出结论，虽然二氧化碳可溶于水，但溶解的速度很慢，所以实验室制二氧化碳也可以用排水法收集，而且用排水法收集到的二氧化碳纯度高（快、纯、省料）。排空气法收集二氧化碳实验是用使点燃的木条是否熄灭来证明二氧化碳是不是收集满，而二氧化碳在空气中的体积分数只要超过30%就能使点燃的木条熄灭，所以这样收集到的二氧化碳纯度肯定比用排水法收集的二氧化碳气体的纯度低。

参考文献：

[1][2]九年义务教育课本.九年级化学第一学期[M].上海：上海教育出版社，2007：117.