二氧化碳气体分析精选(九篇)

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第1篇：二氧化碳气体分析范文

关键词：低碳发展；生态-公平-效率模型；二氧化碳排放空间

中图分类号：F205 文献标志码：A 文章编号：1008-3758（2012）02-0119-06

全球气候变化是人类迄今所遇最重大的生态环境问题，已经成为人类社会发展严重的制约，低碳发展已经成为人类发展的必然选择。全球主要国际组织和国家重视低碳发展研究，现有应对气候变化的理论研究主要从以全球气候变化为主题的生态环境研究和各国低碳经济的技术实现研究两个角度进行，对低碳发展的理论研究和指标分析还比较缺乏，本文主要在生态经济学的构架下建立生态-公平-效率（ecology-equity-efficiency，简称3E）模型，以二氧化碳排放空间作为主要指标，分析全球主要国家的低碳发展现状和前景。

一、生态-公平-效率（3E）模型的建立及指标的选取

1.低碳发展的生态-公平-效率（3E）模型

气候变化和化石能源供给瓶颈已经成为人类社会发展的严重制约，低碳发展是对要求经济增长、社会公平和环境保护三者兼顾的人类可持续发展的延伸和具体化。以规模、公平和效率为维度的生态经济学作为低碳发展的理论基础，从本质上来说符合可持续发展的目标。低碳发展要实现生态环境、社会公平及经济增长等目标，须要把生态规模、社会公平与经济效率三个要素统一起来，并从独立发展到整合的三维要素，见图1。

在环境维度，温室气体的大量排放已经引起了全球性的气候变化，以生态规模为代表的地球环境接纳二氧化碳等温室气体的能力应该是低碳发展要考虑的最基本的条件，主要指标为全球二氧化碳排放总量。在社会维度，在生态规模的基础上，要考虑社会发展权利和福利的合理配置，这是社会发展的第二层需求，主要指标为人均年二氧化碳排放量。在经济维度，社会的经济发展需要考虑效率因素，主要体现在温室气体排放空间这一稀缺资源是否得到有效配置。

2.现有温室气体排放权分配指标

20世纪90年代起，作为发展中国家代表，中国学者开始关注国际气候制度中的公平问题，徐玉高等从二氧化碳排放权的交易和激励机制角度论述了碳权的分配；徐嵩龄从国际环境法的角度探讨碳减排的公平与效率；徐玉高等提出了气候变化的公平准则，特别指出发展中国家应该拥有更多的发展空间；何建坤等就气候变化问题的公平性进行了分析；潘家华等提出了“碳预算”概念，从理论框架和减排策略上进行了广泛的探讨。国外学者也在研究人均二氧化碳排放量的基础上，提出了修正方案――温室气体排放权（GDR）方案，引起国内外的关注。其中人均二氧化碳排放量和温室气体排放权作为主要的二氧化碳排放公平分配指标在一定程度上体现了公平理念但均有缺陷：

（1）人均二氧化碳排放量作为较早出现的二氧化碳排放公平分配指标具有现实意义，但该指标是对当年排放情况的考虑，而缺少对历史责任的分析。从二氧化碳排放权的人际公平原则看，以人均二氧化碳排放量为主要指标的“紧缩与趋同”方法，对于发展中国家来说仍然是不公平的。

（2）温室气体排放权（GDR）是由瑞典斯德哥尔摩环境研究所（SEI）提出，设计了以国内生产总值（GDP）和累积历史排放为核心指标的“责任一能力指数（RCI）”。RCI指数法通过累计二氧化碳排放量和达到世界收入水平线的人口比例等指标，试图融合发展中国家的发展需求和发达国家的能力要求。该方法也有其自身的局限性，主要问题集中于历史责任与未来要求的协同考虑和全球收入水平线等取值问题。

二、二氧化碳排放空间研究假设与计算方法

二氧化碳排放空间是指在一定时限内为达到生态目标可排放的二氧化碳的总量，这一指标为全球二氧化碳排放量与生态容量之间的平衡设置了一个阈值。在人均累计二氧化碳排放量的指标基础上，人均二氧化碳排放空间可以作为重要指标对全球和各国的二氧化碳排放进行合理的分配，通过二氧化碳排放效率的指标来实施。本文选择在1990-2005年二氧化碳累计排放量均超过全球总排放量1%的主要国家进行分析。具体研究假设和计算方法如图2所示。

1.研究时限

全球二氧化碳累计排放量统计和计算是以1990年和2050年为起点和终点的。1990年作为起点的选择依据是当年召开的第二次世界气候大会明确指出必须限制温室气体排放以遏制全球性气候恶化，《京都议定书》也以1990年作为排放总量的基准线。随着全球经济的不断发展，二氧化碳等温室气体的排放量还将不断升高，到2050年全球二氧化碳累计排放量将直接影响全球经济发展与气候变化的长期趋势。

2.分配指标

本文以全球二氧化碳排放公平原则下的在研究时限内人均年二氧化碳排放量作为分配指标。以全球气候变化在“临界点”之内为目标，在全球二氧化碳排放总量确定的情况下，人类应该具有平等的发展权利和二氧化碳排放权利。1990-2050年全球人均年二氧化碳排放量应该成为全球对二氧化碳累计排放量进行分配的重要指标。

3.人口数据来源

未来人口估算依据联合国经济和社会事务部的《世界人口展望（2006年修订版）》的人口数据，1990-2005年全球及各国人口数据为确定数据，2006-2050年人口数据均为基于历史趋势根据各国生育、死亡、移民速率进行推算的结果。在全球及各国进行二氧化碳排放空间分析过程中，全球及各国的人口和人均年二氧化碳排放量共同决定各国二氧化碳排放空间的分配。

三、基于3E模型的主要国家二氧化碳排放空间实证分析

以到2050年不引发全球气候急剧变化的“临界点”为目标，以1990-2050年为期限，对全球及各国以人口数据为依据进行二氧化碳排放量的分配，减去1990-2005年已经排放的二氧化碳总量，即可计算出2006-2050年全球及各国二氧化碳排放空间和人均年二氧化碳排放量。

1.基于生态规模的全球二氧化碳排放总量的预测

经过大量科学预测和分析，将全球温升控制在2℃、大气中温室气体浓度控制在450～550ppm作为全球应对气候变化的长期目标，经过计算，从1990年至2050年共有13 530亿吨二氧化碳排放的累计排放量。全球二氧化碳年排放量需要尽早得到较好地控制，有研究显示，若峰值出现在2020年以后，那么就必须采取更为激进的减排手段（甚至是排放的负增长），否则就无法在未来实现450 ppm的排放路径。

根据1990-2050年间全球总人年对全球二氧化碳累计排放总量进行国家间分配，可以得到表1中1990-2050年各国二氧化碳累计排放量。其中表1中所列出的各国1990-2005年二氧化碳排放量数据来自世界能源研究所，由此可以计算得出2006-2050年各国二氧化碳排放空间。

如表1所示，2006-2050年全球尚有9806.26亿吨二氧化碳的排放空间，其中美国、俄罗斯、澳大利亚和加拿大等国在1990-2005年期间已经耗尽本国在1990-2050年期间的二氧化碳排放空间，需要通过更加严厉的减排手段达到二氧化碳净排放为负值的要求。巴西、印度、中国、墨西哥等国由于1990-2005年的累计二氧化碳排放量比较小，所以还有比较充裕的二氧化碳排放空间。

2.基于公平分配的人均年二氧化碳排放量的分析

（1）1990-2050年全球人均年二氧化碳排放量的确定

根据本文对不引发全球气候变化“临界点”的分析，1990-2050年全球二氧化碳的累计排放总量约为13530亿吨，这期间全球总人年为4585.33亿人年，全球二氧化碳累计排放量与全球总人年的比值即为全球人均年二氧化碳排放量。经计算1990―2050年全球人均年二氧化碳排放量为2.95吨/人年。

（2）2006-2050年各国排放空间的确定

按照1990-2050年期间全球及各国的人年统计，可以计算出在时限内全球及各国的二氧化碳排放量。由于1990-2005年全球二氧化碳的排放已经发生，因此可以查出全球及各国的事实排放量值；2006-2050年全球及各国可排放的二氧化碳的空间应该在1990-2050年各国二氧化碳排放空间中减去1990-2005年各国的事实排放量值。

（3）人均年二氧化碳排放量的确定及分析

人均年二氧化碳排放量即为对应年限的累计二氧化碳排放量或者排放空间与统计人口与年限直接的比值，它代表了在一定时限内各国二氧化碳排放的权利，也体现了二氧化碳减排的难度。本文把1990-2050年分为两个时间段，分别是已经发生的1990-2005年和需要分析与计算的2006-2050年。经过对累计二氧化碳排放量和二氧化碳排放空间的计算，在各国历年人口数据统计的支撑下，可以计算出1990-2005年和2006-2050年的人均年二氧化碳排放量，如图3所示。

从全球的角度来看，1990-2005年的人均年二氧化碳排放量略高于2006-2050年，相差1.24吨/人年。澳大利亚、加拿大和美国的1990-2005年的人均年二氧化碳排量超过15吨/人年，德国和俄罗斯超过10吨/人年，日本、韩国、英国、波兰、乌克兰等国也接近10吨/人年，这些国家在2006-2050年间的人均年二氧化碳排放量都非常有限。澳大利亚、加拿大、俄罗斯和美国均需要大幅下降人均年二氧化碳排放量才能满足已经透支的各国二氧化碳排放空间的要求。其中美国作为全球最发达的国家，在二氧化碳排放的问题上有着最重的责任，为达到美国的二氧化碳排放空间，美国需要大大降低人均年二氧化碳排放量，只有从19.55吨/人年降低到净吸收二氧化碳1.62吨/人年才能实现。这就要求发达国家不仅要做好本国的二氧化碳等温室气体的减排工作，也需要为其他国家的减排提供更多的技术和资金支持，才能实现本国的排放目标。在图3中，巴西、中国、印度、印度尼西亚等国的2006-2050年人均年二氧化碳排放量较1990-2005年还有提高，这说明在1990-2005年这些国家的二氧化碳排放量没有达到全球人均年二氧化碳排放水平，这些国家的发展还存在一定的排放空间。但需要看到，这些国家多为发展中国家，在发展过程中也要经历工业化和城市化的进程，二氧化碳排放量还将有比较大的提高。关注这些国家的二氧化碳排放水平，是控制全球气候变化的关键因素之一。

3.基于效率考量的各国二氧化碳排放效率分析

以人均二氧化碳排放量和人均GDP为横轴和纵轴，以主要国家2006年的人均GDP和人均二氧化碳排放量做图，可以比较直观地分析主要国家二氧化碳排放效率，具体数值见图4。

图4中回归线显示了主要国家二氧化碳排放效率的平均值，位于回归线上方国家的二氧化碳排放效率高于平均水平，位于回归线下方国家的二氧化碳排放效率低于平均水平。从图4中数据分布情况可以看出，在主要国家中法国是二氧化碳排放效率最高的国家之一；英国、日本、德国及西班牙等发达国家用相对较少的二氧化碳排放达到了较高的经济发展水平；澳大利亚、加拿大及美国等属于处于高收入、高排放的二氧化碳排放效率较低的发达国家，需要在二氧化碳减排的相关领域作出更多贡献；印度、印度尼西亚、巴西等国家作为发展中国家经济水平尚较低，但是二氧化碳排放效率高于平均水平。

二氧化碳排放效率分析对中国发展有着现实意义。作为发展中大国，随着中国经济增长，二氧化碳排放量的增速加快，2006年中国的二氧化碳排放效率已经低于主要国家平均水平。中国必须坚持科学发展观，在提高经济水平的同时重视二氧化碳排放的控制。走低碳发展道路、不断提高二氧化碳排放效率，将是中国发展的必然路径。

四、结语

第2篇：二氧化碳气体分析范文

关键词：二氧化碳气体；保护焊；双面成型焊接技术；现场施工；焊接作业 文献标识码：A

中图分类号：TH131 文章编号：1009-2374（2016）31-0051-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.026

一般情况下，现场施工中的焊接工作大多可由传统双面焊接技术完成。但这种焊接技术存在的局限性比较多，在进行小直径、大长度撑管焊接作业时，我们之前所用的传统焊接技术顺利完成焊接任务就很难，有时虽然完成了焊接工作，但往往实际焊接质量很难得到保障。在焊接过程中，不但焊接者工作强度大，而且焊接工作效率往往也不高，这种现状已很难满足现代工业安装施工。基于此，我们必须研究新型双面成型焊接

技术。

1 二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术优点

二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术与传统双面成型焊接技术相比：（1）具有较好熔深；（2）焊缝成型美观；（3）单面焊接双面成型性较好；（4）具有优质的外观质量；（5）可快速施工；（6）焊接施工用料少；（7）焊接完成后，很少有质量缺陷；（8）焊后力学性能好，容易满足技术要求。

2 影响二氧化碳气体保护焊应用效果的因素

在实际应用二氧化碳气体保护焊的过程中，发现下列五个方面对其应用效果有严重影响：（1）待焊构件的具体物理性能；（2）焊接时坡口的选择情况；（3）需焊接长度；（4）焊接时选择的焊接方法；（5）焊接时依据的具体焊接规范等。

利用二氧化碳气体保护焊进行焊接作业时，电弧热量通常都是集中产生的，焊接时采用的是小面积加热，这样焊接液体具有很小的熔池，这对焊接过程中的双面成型十分有利，可有效控制焊接池。

采用二氧化碳气体保护焊进行焊接时，具有较密集的焊接电流，这样焊接时的实际熔深便能得到更好的保障，加之焊接采用的是小熔池，在快速焊接的情况下，能更加深入地焊接，可使焊接过程充分焊透。

选用二氧化碳气体保护焊进行焊接，与其他焊接方法相比，具有较少焊渣。这样焊接作业时，操作者的可见度更高，对焊接实施中外观形状的控制十分有利，同时可有效控制内部焊接质量，有利于提高焊接工作效率，把焊接时间缩短，有效减轻焊接工人工作负担。

3 二氧化碳气体保护焊的主要焊接技术参数

对于二氧化碳气体保护焊而言，在实际实施焊接时，应重点掌握以下焊接技术参数：科学合理地选择二氧化碳保护焊中的坡口形式、焊接电流、焊接电压、焊接速度。下文就从这些方面对二氧化碳气体保护焊的主要技术参数进行详细阐述：

3.1 选择二氧化碳气体保护焊中的坡口形式

在实施二氧化碳气体保护焊时，要严格要求焊接件的工艺坡口，具体应从坡口形式、大小、角度、装配间隙等方面进行严格控制，焊接时的坡口形式与大小是影响焊接电弧焊接待焊构件根部的主要因素，只有焊接到焊接根部，整个焊接过程才能透彻，实际焊接质量才能得到更好保障。通过有效控制焊接坡口角度可使焊接中的电弧质量得到有效保障，坡口角度预留的越小，实际焊接质量会越好。钝边的实际坡口角度对焊接的具体深度与透彻度会造成严重影响，纵观以往的焊接工作，我们发现，随着焊件坡度角的增大，其实际焊接质量也会逐渐变差，在实施二氧化碳气体保护焊作业时应格外注意这一点。

3.2 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电流

焊接电流的大小会直接影响二氧化碳保护焊中的实际熔深，若焊接过程中的焊接电流过大，被焊接件很可能会被穿透，焊瘤与咬边现象极易出现在焊接件中，会对焊接质量造成严重影响，若施焊过程中的焊接电流过小，被焊接件有很多都不能实现全部融化，这样对焊接实际质量也会造成严重影响，焊接电流选择的不正确，甚至有时会引发焊接安全生产事故。

3.3 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电压

在实际焊接时，焊接电压会影响到焊接电弧情况，若选用的焊接电压过低，电弧会不稳定，造成焊丝不能完全融化，若选择的焊接电压过高，产生的电弧又会非常强，焊丝融化过快，也会影响到实际焊接质量。总之，在实施二氧化碳保护焊时，必须根据实际焊接情况，科学、合理地选择焊接电压。

3.4 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接速度

在实施焊接作业时，在确定好焊丝的直径、焊接所需的电流、电压的情况下，焊接速度便成了影响焊接质量的主要因素，若设置过快的焊接速度，会在某种程度上破坏二氧化碳气体，影响焊缝成型。

4 应用二氧化碳保护焊时应注意的问题

在应用二氧化碳保护焊进行焊接作业时，应注意的问题大致有焊丝干伸长长度的控制、焊接接头的处理、重视打底焊的技术细节、做好焊接收弧工作。下文就围绕这些方面进行简单论述：

4.1 控制焊接过程中的焊丝干伸长长度

焊丝干伸长长度会严重影响到实际焊接过程的稳定性，随着焊丝干伸长长度的增长，焊丝具备的电阻值也会越来越大，焊丝在过热情况下有可能出现成段融化，这样焊接过程就很难稳定，会出现严重的金属飞溅现象。

4.2 在焊接过程中要注意焊接接头

焊接接头应尽量少出现在打底焊中，若打底焊中必须要接头，应先借助砂轮对弧坑部位做缓坡形处理，在进行打磨时，为防止焊管间隙发生局部变宽，影响打底焊，打磨时应小心谨慎，不要对坡口的边缘造成破坏。

4.3 应重视打底焊的技术细节

影响焊接接头质量的一个很关键的因素就是打底焊，把熔接时的接头做好，可有效避免产生焊接缺陷。在具体焊接时，应参照坡口角度的实际大小对焊接电流进行适当调整，当遇到待焊部位的坡口角度比较大时，由于这样的坡口散热面积小，不容易散热，应把焊接电流调小一些，若不调小，极易引发一系列缺陷，如塌陷或反面咬边等。

4.4 注意焊接过程中的收弧方式

在进行二氧化碳陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时，会有缩孔出现在收弧处背面中央，之所以会形成缩孔主要是由于陶瓷衬垫的导热性要远远小于母料，位于熔池上部的熔融金属由于具有很好的散热条件，会发生先行凝固，而位于熔池下部的融化金属实际散热条件相对较差，凝固会稍微滞后些。

5 结语

总之，二氧化碳气体保护焊具有很多优点，但在实际焊接时也有很多事项需要注意，要想使这种焊接技术得到更好的推广与应用，还必须掌握二氧化碳气体保护焊的实际焊接技术参数。希望通过本文的简单论述，相关人员能对二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术能有一个更深入的了解，明确该项焊接技术的实际应用与施工技术，使这项焊接技术的效能得到充分发挥。

参考文献

[1] 王文东，刘非凡.二氧化碳气体保护焊工艺在塔机底 架制作中的推广使用[A].第三届21世纪中国焊接技术 研讨会论文专刊[C].2001.

[2] 庄建雄.二氧化碳气体保护单面焊双面自由成型工 艺[A].第十届全国内河船舶与航运技术学术会议 [C].2006.

[3] 霍晓敏，唐清山.二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中 的应用[J].四川建筑科学研究，2009，（6）.

第3篇：二氧化碳气体分析范文

关键词：化学实验；问题引领；二氧化碳制备；教学重构；拓展创新

文章编号：1008-0546（2017）05-0055-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.017

二氧化碳是初中化学学习的重要气体之一，对于二氧化碳实验室制取的教学，部分教师往往是给出现成的实验药品、实验仪器、实验原理、实验装置及实验步骤，指导学生利用给出的实验用品、结合实验步骤，按部就班进行实验，得出结论，就完事大吉了。这种做法淡化了过程与方法目标落实，禁锢了学生的思维、学生始终被动接受知识。针对这一教学现状，我们做了认真分析和深刻思考，重新审视了“过程与方法”目标在初中化学实验教学中的落实，一改上述教学模式，重视活动设计，重构教学过程，变被动接受为主动参与，使知识的形成水到渠成、顺理成章。

一、问题引路，明晰原理

学氧化碳气体的实验室制备时，教师并没有将制备二氧化碳的原理直接陈述给学生，让学生机械记忆。而是通过设计问题、对比分析、实验探究等方式，引领学生思考，获得二氧化碳的制备原理，经历知识的学习过程，弄清知识的来龙去脉，水到渠成。

教师设问：到目前为止，你所了解的产生二氧化碳气体的方法有哪些？

学生回顾已学知识，书写相关反应的化学方程式：（1）木炭燃烧（C+O2CO2）；（2）化石燃料的燃烧（如甲烷燃烧：CH4+2O2CO2+2H2O）；（3）一氧化碳燃烧（2CO+O22CO2）；（4）碳酸钙高温分解（CaCO3CaO+CO2）；（5）木炭还原氧化铜（C+2CuO2Cu+CO2）；（6）一氧化碳还原金属氧化物（如一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3+ 3CO2Fe+3CO2）。

针对学生提出的方案教师再次进行引导：在实验室制备气体时，要求原理科学、装置简单、操作简便、药品价格低廉、经济环保、气体便于收集、制得的气体纯度高。上述方案可行吗？请同学们思考、讨论、评价。

学生交流：方案（1）、（2）、（3）气体不纯、不易收集；方案（4）、（5）、（6）因为反应的温度太高、条件高、设备要求高、操作不简便，产物难以收集。

得出结论：上述方案不适合在实验室制取二氧化碳。

教师给出信息：石灰石的主要成分是碳酸钙

（CaCO3），查阅资料得知：含有碳酸根（CO32-）的物质（如碳酸钙、碳酸钠等）跟盐酸反应一般都有二氧化碳生成。

学生实验探究：用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、稀硫酸进行如下实验：

学生观察实验现象并思考：A剧烈反应，迅速放出大量气泡反应速率过快，气体不便收集，B虽然产生气泡，速率迅速p慢，反应几乎停止，无法持续产生CO2，C产生气泡，反应速率适中，并能持续得到二氧化碳，由此确定：在实验室中可选用石灰石跟稀盐酸反应制取二氧化碳，并写出该反应的化学方程式：CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+ CO2。学生经历探究过程得出结论，自己解决了一些实际问题，从中获得一些新知识而得到满足感和成就感。

二、对比原理，确定装置

实验室制备气体，发生装置是由反应物的状态及反应条件所决定的。在学氧化碳的制备之前，学生已经学习了氧气的实验室制法，此时教师引导学生回顾实验室制取氧气所需药品的状态、反应条件及发生装置，对比制取二氧化碳所需药品的状态及反应条件，确定制取二氧化碳气体的发生装置。

实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物制取氧气，属于“固体-液体”之间反应，反应在常温下进行，这与实验室制取二氧化碳所需反应物的状态及反应条件完全相同，因此，可选用制取氧气的装置来制取二氧化碳，学生利用给出的仪器，组装了四套制取二氧化碳的简易装置。

在确定了实验的发生装置后，教师给出二氧化碳的部分物理性质：通常情况下，二氧化碳是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大；值此提出问题：在实验室中，如何收集二氧化碳？学生普遍认为：气体的收集方法与气体的密度及其在水中的溶解性关系密切。二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，如图3所示。

三、选择装置，分组实验

学生在确定了实验用品、反应原理、实验装置后，教师可以给学生充分选择的空间，让学生自主选择实验仪器组装一套完整的实验装置，分组进行实验，并收集一瓶二氧化碳气体，亲历实验过程，体验学习快乐。同时，教师应引导学生经历实验过程，总结实验步骤：选择仪器组装装置检验装置气密性加入药品（先加入固体药品，再加入液体药品）固定装置收集气体。提醒学生化学实验应按照实验步骤规范、有序进行操作。

四、反思评价，加深理解

学生实验结束，教师要给予学生反思的机会，引导学生重新审视所选实验装置的优点与不足，加深对知识的理解。如：装置②与装置①相比较，装置②的优点是什么？（与装置①相比，可以制取较多量的二氧化碳）；使用装置②制取气体时，液体药品反应消耗完毕，不能随时添加液体药品，为此对该装置做如何改进？（可通过长颈漏斗向试管或锥形瓶中添加液体试剂，如图③、④所示装置）；使用装置③或装置④制取二氧化碳气体时，为确保收集到气体，应注意什么？（应使长颈漏斗的下端浸在液面以下）。通过一步步设问，一次次引发学生思考，提高对各实验装置优缺点的认识。

五、创新拓展，开发资源

为了开阔学生的知识面，拓宽学生的知识视野，我们在尊重教材和学情的基础上，可以适度开发教材资源、丰富教学资源，实现教学资源共享。

教师提出问题：我们都能成功地得到二氧化碳。但到现在我们交流结束，我还发现好多装置中还在冒气泡。这是不是又有一个新问题，它不由我们控制、不需要时它还继续发生反应，怎么办[1]？怎样才能做到节约、安全、随时控制反应发生或停止呢？

学生讨论：

学生甲：我们少加一点药品。

学生乙：这样好像不行， 可能会导致气体还不够时， 药品就没有啦。

学生丙：是不是可以从装置上想办法，如果可以控制药品的接触与不接触就可以。因为如果要发生反应，药品要接触；如果不接触，反应自然会停止……[1]。

学生经过思考、讨论，给出如下实验装置。

教学并不是刻板给予，而是在教师的引导下学生自主获取知识。本课注重“过程与方法”教学目标的活动设计，学生亲历知识的形成过程，他们进行自主、协作学习，互相取长补短，共享学习成果，感受和体验探究的过程和乐趣。学生的积极性受到了充分的调动，下课时仍意犹未尽，自然也就收到较好的教学效果[2]。

参考文献

第4篇：二氧化碳气体分析范文

关键词：探究；深度；广度；精度

化学是一门以实验为基础的自然科学，新课程以实验探究为载体，培养学生的思维能力、实践操作能力和合作交流的能力。然而，教材提供的探究实验仅仅是师生开展科学探究的素材，在探究教学中，教师应该关注实验细节，增强实验“三度”。具体说就是：改变实验步骤，增进探究的深度；设计实验漏洞，增加探究的广度；开展对比实验，增强探究的精度。

一、 改变实验步骤，增进探究的深度

实验是化学研究的重要方法，有的实验操作顺序不同，可能会导致实验现象大相径庭，有的实验尽管步骤不同，但实验现象却是相同的，对于异途同归的探究实验，如果改变操作顺序，就能增加实验探究的深度。

1．二氧化碳与水反应

课本关于二氧化碳与水反应的探究实验步骤一般是这样的：

（1）取两支试管a和b，在a、b两支试管中分别加入2ml蒸馏水，滴入2滴紫色石蕊试液。向a试管中通入二氧化碳气体，b试管用于对比，观察记录实验现象。

（2）取下试管a，加热液体至沸腾，观察颜色是否变化。

按照这样的实验步骤操作，探究的深度略显不足。不妨将实验步骤（1）做如下改进：①取两支试管a和b，在a、b两支试管中内分别加入2ml蒸馏水，向a试管中通入二氧化碳气体，b试管用于对比，观察到a、b试管内还是无色液体，没有任何变化，不能确定二氧化碳是否与水是否发生了化学反应。要检验二氧化碳与水发生了化学反应还需要借助紫色石蕊试液（它遇到酸性物质会变为红色）。②向a、b两支试管内分别滴入2滴紫色石蕊试液、振荡，观察到a试管内石蕊试液呈现红色，b试管内石蕊试液呈现紫色。证明a试管内水已经和二氧化碳发生了反应生成了酸性物质（碳酸）。③将红色的石蕊试液加热至沸腾，发现红色石蕊试液又变为紫色，从而得出二氧化碳的两个化学性质：

co2＋h2o＝h2co3h2co3＝co2＋h2o

2．将二氧化碳倒入阶梯状蜡烛的烧杯中

一般实验步骤如图1所示，观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，得出二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧的性质。如果在此实验的基础上再增加一个探究实验，如图2所示，改变二氧化碳的倾倒方向，观察到上层蜡烛先熄灭，下层蜡烛后熄灭。两个截然相反的实验现象给学生强烈的视觉冲击和思维震撼，看似相异的现象却反映了二氧化碳相同的性质。

二、设计实验漏洞，增加探究的广度

为了强调实验细节，教师不妨设计一些教学漏洞，让学生在辨错、析错、纠正的过程中关注实验细节。例如，二氧化碳的制备实验可以设计三个操作漏洞，增加实验探究的广度。

漏洞1．长颈漏斗未形成液封

如图3所示，实验前检查装置的气密性良好，向锥形瓶内加入石灰石或大理石，从长颈漏斗加入稀盐酸（量比较少，未浸没长颈漏斗的导管形成液封），锥形瓶内有大量的气泡，但是一段时间后用燃着的木条检验，木条并不熄灭。组织学生查找原因：气体从长颈漏斗内逸出，因而收集不到二氧化碳气体。改进措施：继续添加稀盐酸，浸没长颈漏斗的导管形成液封，如图4所示，很快就能收集满二氧化碳气体。这样从反面强调了使用长颈漏斗制备气体时，长颈漏斗一定要形成液封，否则气体将从长颈漏斗内逸出，无法收集到气体。

漏洞2．胶塞未旋紧，装置漏气

用图5所示的装置制备二氧化碳气体并探究二氧化碳的性质。若制备二氧化碳前，经检验得知该装置的气密性良好，但向烧瓶内加过大理石或石灰石，盖上胶塞后，滴下稀盐酸，试管内却无气泡出现。学生分析试管内无气泡出现的原因是：胶塞未旋紧，装置漏气。在维持原装置和试剂都不变的基础上，改进措施：旋紧胶塞。该实验漏洞从反面强化了学生实验经常容易忽略实验细节：未旋紧胶塞，装置漏气。

漏洞3．未打开分液漏斗盖子；难以滴加液体

如图5所示，制备所需二氧化碳前，经检验得知该装置的气密性良好。但加过大理石或石灰石，旋紧胶塞后，打开分液漏斗的活塞，没有稀盐酸滴下。学生分析异常的原因是：分液漏斗盖子未打开，难以滴加液体药品。改进措施：打开分液漏斗的盖子。

三、开展对比实验，增强探究的精度

不少课本和教辅用书上关于二氧化碳的收集方法的表述是：只能用向上排空气法收集，因为二氧化碳的密度比空气大，不与空气发生化学反应。不能用排水法收集，因为二氧化碳能溶于水。在探究二氧化碳的实验室制法时，教师可以组织学生开展对比实验，探究用排水法和向上排空气法收集二氧化碳气体的速度以及收集到的二氧化碳的纯度，增强实验探究的精度。

1． 比较用两种方法收集二氧化碳的耗时长短

在大试管中加入5粒石灰石、倾倒约试管1／3的稀盐酸，取一支试管a，用排空气法收集二氧化碳，验满后，再用胶塞塞紧，备用。取另一支容积相同的试管b，用排水法收集一试管二氧化碳，收集满后，用胶塞旋紧，备用。分别记录两种方法收集满二氧化碳所用的时间。实验发现：收集等体积的二氧化碳时，用排水法收集比用排空气法收集所需的时间短。因而，用排水法收集二氧化碳的速度更快。

2． 比较用两种方法收集二氧化碳的纯度

第5篇：二氧化碳气体分析范文

小苏打和白醋的变化

一、教学目标

1．知道小苏打和白醋会发生化学反应，产生新的物质。

2．知道二氧化碳是具有特殊性质的一种气体。（本课要知道的性质是：①不支持燃烧；②比空气重）

3．通过观察、实验、分析和阅读资料得出正确结论。

4．懂得只有足够的证据才能做出正确的判断，得出科学结论需要严密的逻辑推理。

二、教学重点、难点

重点：小苏打和白醋的混合实验以及产生气体的判断。

难点：1．倒气体熄灭蜡烛火焰的实验操作；

2．对于实验的合理推想和论证。

三、教学用具

学生准备：小苏打、白醋、玻璃片、玻璃瓶、火柴、蜡烛。

教师准备：教学课件。

四、相关资源

【教学实验】观察小苏打、白醋及产生的气体。

五、教学过程

【新课导入】

【展示】展示小苏打。

【提问】请同学们仔细观察小苏打，并说一说小苏打有什么特点？并进行记录。

【预设】小苏打是白色粉末状物质。

【展示】展示白醋。

【提问】请同学们仔细观察白醋，并说一说白醋有什么特点？并进行记录。

【预设】白醋没有颜色，而且闻起来酸酸的。

【过渡】如果我们将小苏打和白醋进行混合，会有什么现象发生呢？会发生怎样的变化呢？这节课我们就来学习白醋和小苏打的变化。

【新知讲解】

知识点一：小苏打和白醋混合后的变化

【展示】展示工具。

【讲述】做这个实验还需要的工具有小勺、毛玻璃片和玻璃杯。

【展示】展示步骤：

1．用勺子取3勺白醋放入玻璃瓶中；

2．用勺子取1平勺小苏打放入玻璃瓶中，立即盖上毛玻璃片；

3．仔细观察，看到了什么？听到了什么？用手触摸玻璃瓶的外壁，有什么感觉？并记录。

【组织活动】请同学们按照步骤自己进行实验。

【学生活动】按照步骤进行实验。

【教师活动】教师巡回指导。

【师生交流】小苏打和白醋反应的实验现象是什么呢？

【总结】

【提问】烧杯中的白色液体还是白醋吗？

【预测】可能不是了。

【提问】我们如何来验证呢？。

【预设】往白色液体中再加入小苏打，如果还能有气体产生，说明是白醋，如果没有现象，说明不是了。

【组织活动】请同学们自己动手试试。

【学生活动】往反应后产生的液体中加入小苏打。

【总结】玻璃杯中的无色液体不是白醋了，是一种新的物质醋酸钠。

知识点二：产生了什么气体

【过渡】小苏打和白醋混合后还产生了大量的气体，这是什么气体？这种气体有什么性质呢？

【讲述】我们可以通过两种方法来验证这种气体有哪些性质。

【展示】展示方法。

方法一：往杯子里插入正在燃烧的细木条。

方法二：把玻璃杯中的气体倒在蜡烛的火焰上。

【组织活动】现在请同学们按照老师所述方法进行实验。

【学生活动】学生按照步骤进行实验。

【提问】往杯子里插入正在燃烧的细木条和把玻璃杯中的气体倒在蜡烛的火焰上分别有什么现象呢？

【预设】蜡烛都熄灭。

【讲述】科学家经过大量的研究，已经确定这种气体是二氧化碳。二氧化碳是空气的组成部分，它能使燃着的火焰熄灭。小苏打和白醋产生了二氧化碳，蜡烛燃烧也有二氧化碳气体产生，我们呼吸时呼出的气体中也含有二氧化碳。我们喝的一些饮料中，就含有二氧化碳气体，当打开汽水瓶盖时，冒出的气泡就是二氧化碳。

【展示】展示【教学实验】观察小苏打、白醋及产生的气体。

【教学实验】观察小苏打、白醋及产生的气体。

【展示】展示二氧化碳的性质。

【讲述】请同学们课下观看视频【知识解析】二氧化碳的性质—灭火；二氧化碳的性质—能使澄清石灰水变浑浊。

六、课堂小结

通过这一节课的学习，我们知道了小苏打和白醋会发生反应生成醋酸钠和二氧化碳气体，这一变化是化学变化；二氧化碳气体密度比空气大，它不助燃，能使燃着的蜡烛熄灭。

七、板书设计

4

小苏打和白醋的变化

白醋+小苏打

二氧化碳+醋酸钠

密度比空气大

第6篇：二氧化碳气体分析范文

浙教版《科学》八年级下第61页《二氧化碳》中的活动：

4.用蓝色石蕊试液测被压扁的瓶中液体，显 色，说明此液体呈 性。

二氧化碳是学生继氧气之后比较系统地研究的第二种物质。关于二氧化碳的教学，《科学八年级下教学参考书》建议采用实验、阅读、讨论相结合的方式，重点放在课本安排的几个实验和组织学生讨论上，让学生通过自己动手实验，从实验现象的观察、分析中，归纳总结得出二氧化碳的性质。开始教学时，可以先介绍二氧化碳的实验室制法、收集方法（向上排空气收集法）、检验气体是否充满集气瓶的方法，再让学生观察教师的演示实验，然后让学生用课前收集准备好的二氧化碳进行实验。

此探究活动的编写意图只是针对新授课的知识、技能等目标与要求，也符合初二学生的认知水平。笔者认为课本对上述活动的安排只考虑了让学生认识二氧化碳的物理性质和化学性质，并没有进一步探讨实验室制取二氧化碳的药品选择和确定气体收集方法等充满培养学生科学探究思想的相关知识。在初三复习课中，随着学生知识的完善和能力的提升，科学教师可以增设这一目标，通过精选相应的变式练习，实现课本探究活动与中考试题的融合，以提升学生的科学素养。

一、实验室制取二氧化碳为什么选用石灰石

变式1 （2013·嘉兴中考）为研究实验室制取二氧化碳的速度与什么因素有关，科学兴趣小组的同学设计了如下实验方案：室温下在六个锥形瓶中分别加入A、B两种大理石各50克，然后加入等量的不同溶质质量分数的稀盐酸。记录表如下：

（1）由实验方案可知，他们除了在研究稀盐酸质量分数的影响外，还在研究 的影响。

（2）查阅资料得知，化学反应的速度与反应物间的接触面积有关。于是他们对上述方案进行了修改，使大理石的 也相同。

（3）为了准确比较CO2气体的产生速度，理论上可以测量收集相同体积气体所用的时间，也可以测量 。

【解析】 本题主要考查影响生成二氧化碳反应速度的因素，根据科学兴趣小组同学的实验方案，他们除了在研究稀盐酸质量分数对其的影响外，还在研究大理石种类对其的影响，并且由资料得知，反应物间的接触面积会影响化学反应的速度，所以要求大理石的颗粒大小（体积）也要保持相同；要准确比较CO2气体的产生速度，理论上可以测量收集相同气体所用的时间，也可以测量相同时间收集到的气体体积。

答案：（1）大理石的种类 （2）颗粒大小（体积） （3）相同时间收集到的气体体积

变式1主要探究稀盐酸质量分数、大理石的种类对产生二氧化碳气体速度的影响，其实该题还隐含了一个非常重要的知识，也是一个非常好的探究因素，即实验室为什么选用石灰石（或大理石）制取二氧化碳？现在的科学课本，只通过图2-55告诉学生实验室用石灰石（或大理石）制取二氧化碳气体，并没有阐述其原因。石灰石（或大理石）的主要成分是碳酸钙，碳酸盐跟酸起反应，一般都有二氧化碳生成。若选用可溶性的碳酸盐（如碳酸钠等），与酸反应速度过快，难以控制；若选用不溶性碳酸盐（如碳酸镁等），则其来源一般较少。石灰石（或大理石）与酸反应速度适中，其在自然界中的含量也极其丰富，且价格低廉。[2]所以，变式1更有助于学生完善知识结构，不仅解决了实验室为什么选用石灰石（或大理石）制取二氧化碳的问题，而且进一步探讨了稀盐酸质量分数等对制取二氧化碳速度的影响，不失为举一反三的好题。

二、实验室制取二氧化碳为什么最好选用稀盐酸

变式2 （2007·杭州中考）鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。教师在课堂上做了个趣味实验，将鸡蛋放入盛有100毫升稀盐酸的烧杯中（鸡蛋的密度大于稀盐酸的密度），可以看到鸡蛋先下沉，一会又上浮，到液面时又下沉，如此反复。该实验中发生的化学反应方程式是 。浮力改变是鸡蛋下沉后又上浮的直接原因，而造成浮力改变的主要原因是 。除此主要原因外，引起浮力改变的原因还有 （假设在反应的过程中，鸡蛋、溶液体积和温度不变）。

小明对该实验很感兴趣，他也将同样的鸡蛋，放入实验室常见的酸溶液中，但见鸡蛋下沉后却并不上浮，你猜测这其中的原因可能是 ，或是 。

【解析】 本题主要从日常生活中的一个常见的现象入手，对浮力知识和化学方面的知识进行综合考查。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，而鸡蛋浮力大小的改变主要与排开液体体积的改变有关，即碳酸钙与盐酸反应产生的小气泡附在鸡蛋壳表面，使鸡蛋排开的液体体积增大，导致浮力增大，鸡蛋上浮到液面，气泡破裂，体积减小，浮力也减小，因而又下沉。此外，鸡蛋浮力大小的改变也与溶液的密度改变有关，由盐酸变为氯化钙溶液，溶液密度增大。而小明的实验，既然鸡蛋放入酸中没有上浮，也可以从上浮原因的反面进行分析，如果酸的浓度较小，与碳酸钙反应产生的二氧化碳较少，鸡蛋所受的浮力小于所受的重力；此外，如果酸是硫酸，与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会阻碍继续反应。

变式2通过小明实验的不成功，巧妙地引出一个重要的科学问题，即实验室制取二氧化碳时，为什么最好选用稀盐酸，这与实验室为什么选用石灰石制取二氧化碳一样在课本中都没有说明，这也是一个非常好的探究因素。如果用稀硫酸和石灰石（或大理石）反应，由于生成的微溶性固体硫酸钙覆盖在石灰石（或大理石）表面，使酸与石灰石（或大理石）脱离接触，导致反应太缓慢或停止，若要让反应能进行，则需考虑让反应物之间的充分接触，如选用石灰石（或大理石）粉末等。如果用硝酸与石灰石（或大理石）反应，由于硝酸不稳定，见光或受热易分解，制得的CO2中混有NO2和O2等杂质；如果用浓盐酸与其反应，由于浓盐酸具有挥发性，制得的CO2中混有氯化氢气体，选用稀盐酸 制得CO2气体则较为纯净。[2]

三、实验室能否用排水法收集二氧化碳气体

【解析】 本题主要考查二氧化碳的性质。在探究二氧化碳的溶解性时，为了避免杂质等影响，试剂瓶中加入的水应是蒸馏水；为了使二氧化碳充分溶解，应尽量缓慢地推动活塞；当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动，说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳，实验表明在该条件下，1体积水中能溶解二氧化碳的体积是：120毫升/200毫升=0.6。

答案：（1）A （2）使二氧化碳充分溶解 （3）0.6

变式3通过定量的方式探究了二氧化碳在水中的溶解能力，回答了实验室能否用排水法收集二氧化碳气体的问题。课本通过图2-57、2-56定性的说明二氧化碳溶于水、且二氧化碳的密度比空气大，只能采用向上排空气法的方式收集二氧化碳气体。通过本实验却发现在该条件下，1体积水中能溶解二氧化碳的体积为0.6（在标准状况下，1体积水也仅能溶解0.88体积的二氧化碳[3]），这个量并不大，此外还可通过二氧化碳在水中溶解快慢的实验，得出二氧化碳在水中溶解速率并不大，所以在实验室完全可以使用排水法收集二氧化碳，如果采用图乙方式收集效果则更佳。我们知道能用排水法收集的气体，一般不用排空气法收集，因为排水法收集的气体纯度高，而且还可以观察到气体何时集满。[4]

科学课本是课程专家、学科专家以及广大一线优秀科学教师集体智慧的结晶，是科学教师教学的基本凭借，也是学生自学的主要对象。但是，我们绝不能把科学课本当成是“圣经”、唯一的科学课程资源。在初三复习“科学探究”时，科学教师以课本为基础，通过创设新情境、新问题，臻善典型“探究”活动，开展有效性的变式教学，这不仅能使学生的学习“减负提质”，更能培养学生的求异创新能力。

参考文献：

[1] 王鹤新. 挖掘教材例题，开展变式教学[J]. 中学物理教学参考，2013（4）.

[2] 徐宜秋. 实验室制取二氧化碳若干问题释疑[J]. 数理化学习（初中版），2008（11）.

第7篇：二氧化碳气体分析范文

关键词：注射器；二氧化碳；实验创新

文章编号：1008-0546（2014）03-0082-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

二氧化碳的制取及性质是初中化学学习的一个非常重要的环节，在上册书中氧气的实验室制法及性质、二氧化碳的制法的教学完善了由药品的状态及反应的条件来选择实验装置，由最简单的普通试管加带导管的橡皮塞（固液不加热型），到扩大了容积的反应容器（锥形瓶、烧瓶等），再到可以随时添加液体药品的仪器及可以随时控制反应开始和停止的装置，这条思路也正是引导学生要用创新的思维来思考。而在课本提供装置的基础上让学生利用生活中的物品来设计制作实验装置，正体现了这一思路。通过改进实验装置，更好地帮助学生理解实验原理，认知反应类型及由反应的条件、反应物的状态来如何选择生活中的物品对课本上的实验进行探究并改进，让学生明白学化学并不等于学化学书。

一、设计意图

教材中的二氧化碳的发生装置不能随时控制反应的发生或停止，实验室虽有启普发生器，但数量不多，不能普及到每一位学生。在一些课外资料上虽也有一些可以控制反应的发生和停止的装置，但制作起来不是很方便，而且玻璃仪器携带时容易破损。

教材中对二氧化碳溶解性实验是用饮料瓶来做的，实验现象也很明显，但因为饮料瓶本来就很软，有的同学会有疑问说“老师是不是用手把饮料瓶捏扁了”。而且学生对于二氧化碳“能溶于水”这句话只是肤浅的印象，没有能够理解“能溶于水”的意思，在做一些相关的题目时容易出错。用带有刻度的注射器来做实验更直观，再加上石灰水和氢氧钠溶液与水和二氧化碳的溶解进行对比，学生对二氧化碳溶解性的印象就更深了，同时还能直观地比较二氧化碳与氢氧化钠反应从“无现象”变为“有现象”。

教材中的二氧化碳灭火器原理示意图用的是带支嘴的锥形瓶与小试管，这套装置药品的用量较大，虽然喷射效果好，但容易在演示该实验时把讲台边弄得到处是泡沫，也不符合药品的节约原则。

教材上已做过由倾倒二氧化碳先后将两支不同高度的蜡烛熄灭的实验来证明二氧化碳的密度比空气大和二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧的化学性质同时验证，而通过改进又可以将二氧化碳密度比空气大的实验与二氧化碳与水反应的实验同时验证，开拓了学生的创新视角。

二、仪器药品及材料

注射器（20mL）七支、注射器10mL、1mL各一支、带导管的单孔橡皮塞、导管、小药瓶、输液管、输液管上的止水夹四只、橡皮塞一只、小玻璃棒一根、玻璃直角导管二根、橡胶导管一根。

石灰石、稀盐酸、蒸馏水、石灰水、氢氧化钠溶液、 饱和碳酸钠溶液、浓盐酸、洗衣粉、用紫色石蕊试液浸泡过的滤纸若干（已烘干）。

三、实验装置

四、实验过程及现象

1.可以控制反应的发生和停止的二氧化碳发生装置

（1）检查装置的气密性：将导管放入水中，再用手握住注射器，有气泡出现，则气密性良好。（注：不要用推拉活塞的方法判断气密性情况）

（2）装药品：注射器B中入装稀盐酸，注射器A中装入石灰石，然后将装置再次连接好。推动注射器B的活塞，将稀盐酸从注射器B分几次慢慢推入注射器A中，使固体药品与液体药品混合，产生二氧化碳气体。

（3）将导管放入澄清石灰水中，石灰水变浑浊（图5—图6），把导管放入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红（图6—图7），说明有二氧化碳气体从装置中产生。

（4）反应结束后，将导管先从石蕊试液中取出，再将注射器B的活塞拉出，使固体药品与液体药品分离，反应停止。

2.二氧化碳的吸收比较装置

（1）先将三支注射器中分别吸入10mL蒸馏水、石灰水、氢氧化钠溶液。

（2）再分别吸入10mL二氧化碳气体（图8）。

（3）吸入二氧化碳气体后立即关紧止水夹，反复多次将装置倒转，使得注射器中的液体与气体充分接触。

（4）可明显看到，由于二氧化碳在水中的溶解以及与氢氧化钙、氢氧化钠的反应而使得三支注射器的活塞处在不同的刻度处（图9）。

3.微型二氧化碳灭火器装置

（1）在10mL注射器中加入5mL左右饱和碳酸钠溶液及少许洗衣粉，

（2）在1mL注射器中加入浓盐酸，

（3）如图，连接好装置后将1mL注射器中的浓盐酸推入10mL注射器，迅速反应，带泡沫的二氧化碳由10mL的注射器向外喷射（图10），将燃着的蜡烛扑灭（图11）。

4.二氧化碳性质实验装置

（1）在一支20mL的注射器上的10mL处钻一个孔。

（2）在一根比注射器略短的玻璃棒上卷上三段紫色石蕊试液浸泡过的滤纸条。

（3）然后在底部和20mL处的滤纸上滴上1滴水，10mL处的纸保持干燥，放入注射器中。

（4）用刚刚收集到的二氧化碳气体从的小孔处慢慢注入。

（5）可观察到，下面潮湿的滤纸先变红了，上面潮湿的滤纸的后变红，中间10mL处没有滴水的滤纸不变色（图12）。由此可以说明，①干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊变红；②二氧化碳与水生成的碳酸可以使紫色石蕊变红；③二氧化碳的密度比空气大。

五、注意事项

（1）不要用推拉活塞的方法判断气密性情况。

（2）二氧化碳在水中的溶解性要用蒸馏水来做，防止水中已溶解部分空气中的二氧化碳而影响实验现象。

这个实验中的二氧化碳气体最好是用排水法收集，因为排水法收集的二氧化碳气体较排空气法更纯净，实验现象也更明显。

在这个实验中二氧化碳的溶解度并不能与书上提及的1体积水中能溶解1体积的二氧化碳相同，而是溶得要少一些，因为教材上的数据是在标准状况下测定的，而笔者的这个实验是在室温下进行的。

（3）10mL注射器上的针头若不装也可以喷出带泡沫的二氧化碳，但喷射效果不及装上针头的喷射效果，实验时把针头前最尖端的部分要去除，以防受伤。

（4）推动注射器活塞时要慢，防止二氧化碳一下子装满放有滤纸的注射器，且这个实验中用到的二氧化碳气体不要用排水法收集，要收集干燥的二氧化碳气体。

六、实验改进后的优点

1.气密性好，现象明显

（1）注射器气密性好，操作简单。

（2）在二氧化碳的发生装置中，随着注射器B的活塞推进或拉出可以很方便地控制反应的开始或停止。推压注射器添加稀盐酸可以控制二氧化碳气体产生的快慢，因此很好地控制实验进程。

2.有刻度，便于数据分析

（1）由这组实验可以更直观地认识到二氧化碳在水中的溶解性， 用数据来帮助学生了解“能溶于水”这句话。

（2）可以将二氧化碳与氢氧化钠的反应与二氧化碳溶于水进行比较，使得原本没有现象的二氧化碳与氢氧化钠的反应变为 “有现象”。

（3）二氧化碳与石灰水的反应现象明显，但吸收二氧化碳的量却不及氢氧化钠溶液，由此现象可让学生理解，为什么检验二氧化碳用澄清石灰水，而吸收二氧化碳却要用氢氧化钠溶液。

3.药品用量少，环保节约

（1）教材上的装置药品用量较多，改进后用量较少，现象一样很明显。

（2）有利于学生进行创新精神和环境保护教育，弥补了部分中学实验仪器的不足。

4.材料常见，易于推广

取材方便，操作安全、简便，适合学生人人动手实验，提高学生学习的主动性，易于推广。

七、实验改进反思

新课程背景下的化学实验在内容上趋向生活化、绿色化，在实验设计上讲求探究化、绿色化、微型化。[1]教材中的实验设计不一定每个都是最好的，这需要我们教师在平时的工作中注意积累经验、积极思考，把化学实验与身边的物质紧密联系到一起，充分利用生活中常见到的材料用于改进化学实验，同时也带动了学生学习化学的积极性，引导学生一起用常见材料来完成化学实验。

第8篇：二氧化碳气体分析范文

Abstract： This article mainly investigates some technologies about carbon dioxide， just like carbon dioxide concentration， desulfurization by physical or chemical method before getting into the coke oven， high temperature hydrogenation desulfurization process in coking and the final desulfurization in coal gas for the sulfur recovery. This article focuses on the desulfurization in the process of Coking.

关键词： 焦煤入炉前脱硫；碳化过程加氢脱硫；回收煤气脱硫

Key words： desulfurization before getting into the coke oven；hydrogenation desulfurization in carbonization；recovery gas desulfurization

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0293-02

0 引言

目前世界上约85%的商业能源需求都是靠化石燃料来满足，要想迅速抛开化石燃料而不影响全球经济发展恐怕是不可能的，目前已经认识到化石燃料燃烧所排放的二氧化碳，可以通过富集和地质储存（CCS）而大大减少。本文主要从化石燃料利用的角度来阐述一下二氧化碳的减排、富集和储存技术的研究进展，发展现状和前景。

1 二氧化碳的减排

《京都议定书》大致从三个方面来促进二氧化碳的减排：一是应对全球变暖的政治策略，二是二氧化碳税和排放权交易，三是清洁发展机制（CDM）。对二氧化碳为主的温室气体减排技术的研究，目前主要分为源头控制和后续处理，包括减少温室气体排放技术、增加碳汇技术（陆地生态系统碳汇、海洋碳汇等），以及碳捕获和封存技术。国外研究人员提出了“稳定楔”理论，即15种减缓气候变化的温室气体减排技术，目的是在2050年前将全球大气中CO2的浓度保持在500mL/m3。要达到该目标至少需要综合运用15种技术中的任意7种。15种减排技术综合归纳起来主要有以下5种：

①提高能源效率和加强管理。表现在提高燃料的使用效能、减少车辆的使用、降低建筑耗能、提高发电厂效能等方面；②燃料使用的转换，以及CO2的捕获与封存。以天然气取代煤作燃料、捕获并储存发电厂CO2。③核能发电。用核能技术替代燃煤发电的技术。④可再生能源及燃料。如风能、太阳能、可再生燃料（生物质能）。⑤对CO2的吸收。森林和耕地对CO2的吸收作用。

国际能源局（IEA）指出，通过提高能效和增加可再生能源生产来减少CO2排放的潜力仍是有限的。CCS在10～20年内是可大大减少CO2排放有潜力的技术。因此，减少全球CO2排放的策略必须将以下几种组合采用：提高能效；更多地生产可再生能源；较多地实施CCS。减少CO2排放几大策略的潜力如图1所示。

因此，CO2的捕获和封存技术是当前该领域研究的热点，被认为是最具应用前景的温室气体减排技术之一。下面就主要介绍一下CCS的研究现状和进展。

2 二氧化碳的富集

目前，电厂和其他工业生产燃烧生成的二氧化碳主要以烟气的形式排出，烟气中二氧化碳的浓度在4-14%（V/V）左右，从原理上来说，这些烟气可以通过压缩至10MPa以上而被储存起来，从而减少二氧化碳的排放，但如此大的烟气量造成存储源的浪费，同时压缩烟气的能量消耗巨大，因此生产利于运输和储存的高纯度的二氧化碳就有利可图，这个过程被称为二氧化碳的富集。二氧化碳的富集与储存对于大型固定的排放源来说是最实用的，它所需求的支持运输网络的相关设施最简单并且构建起来最经济。化石燃料燃烧工厂的二氧化碳富集一般有四种工艺路线：

①燃烧后富集；②燃烧前富集；③在燃料氧化燃烧过程中富集；④化学链燃烧技术。

2.1 燃烧后富集 燃烧后富集是从化石燃料燃烧后的含有NOx和SO2的烟气中分离出二氧化碳的过程。图2是燃烧后富集CO2的工艺流程示意图。

由图可知，燃烧后富集是从燃料燃烧产生的烟气（CO2、NOx、SO2）中分离CO2，目前首选的技术是用化学溶剂（通常是用胺，如乙醇胺MEA）对烟气进行洗涤，化学溶剂与二氧化碳发生化学反应后形成一种化合物，然后对溶剂进行加热，化合物分解，分离出高纯度的CO2，同时达到化学溶剂再生的目的。

2.2 燃烧前富集 燃烧前富集是指，燃料与氧气或空气亦或水蒸气发生反应产生主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，这个过程被称为气化、部分氧化或重整。一氧化碳和氢气的混合气体通过催化转化也即水煤气变换反应使一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气，然后二氧化碳被分离出来，氢气则作为燃气轮机联合循环系统的燃料，如整体煤气化联合循环系统（IGCC）。图3是燃烧前富集CO2的工艺流程示意图。

该工艺可以用于从天然气、石油或煤为燃料的系统，但是以石油和煤作燃料时，需要加装去除硫化物、氮氧化物和颗粒物等杂质的设备。和燃烧后分离相比，燃烧前分离需要处理的气体较少，所处理气体压力较高，二氧化碳浓度较大，这就减小了二氧化碳分离设备的尺寸，从而降低了投资成本。

显然，燃烧前富集工艺需要从根本上改变原有电厂设计的变化，但大多数燃烧前二氧化碳富集技术已经在制氨厂和其他工业过程中得到了证实，并且这些技术正在美国的Great Plains Synfuels电厂应用。另外对于一些不需要富集二氧化碳的电厂来说，此工艺还可以用来制造氢气，如采用IGCC的电厂。

在燃烧前富集工艺中生产的氢气可以作为燃料电池的替代燃料，虽然目前来说燃料电池和燃气轮机相比不具竞争力，但是从长远来看，随着化石燃料的减少，特别是对于小型发电厂和运输业而言，燃料电池的优势是不言而喻的。

对于燃烧前二氧化碳富集工艺，通过新技术的开发，节约成本和提高能源效率的空间是巨大的。

2.3 富氧燃烧富集 富氧燃烧富集二氧化碳是指，燃料在氧气和二氧化碳的混合气体中燃烧，而不是在空气中燃烧，因而产生的是一种富含二氧化碳的烟气。通常，氧气由空气分离装置提供，氧气和二氧化碳混合气体通过将部分烟气回流到燃烧室里生成。图4是在燃料氧化燃烧过程中富集CO2的工艺流程示意图。

该工艺燃烧炉使用氧气和二氧化碳混合气的目的是为了控制火焰温度，如果燃烧发生在纯氧中，火焰温度就会过高，不易控制，很可能会超出燃烧炉所承受的最高温度，但如果在燃烧炉里回流部分含有高浓度二氧化碳的烟气，就可以控制燃烧炉的温度，改善燃烧速度，从而提高热效率。这样产生的烟气富含二氧化碳，并且不含氮氧化物，部分回流到燃烧室，大部分被除去硫化物和颗粒物杂质后二氧化碳的浓度可接近90%，这样就不需要对其进行分离就可以直接进行压缩储存或运输。

这种工艺的优点在于不用任何除NOx的设备，还可以省去分离二氧化碳的设备和能耗，并且由于燃烧炉里氧气的浓度较空气燃烧来说高得多，这就可以大大减小燃烧炉的规模，进而后续如脱硫等工段的设备也相应减小，这样就更进一步减少了设备投资。由于不需要对二氧化碳进行分离，就大大降低了分离二氧化碳带来的能量消耗，节约了成本。

2.4 化学链燃烧技术富集 一些新的工艺方案试图避开在上述工艺中使用空气分离装置，因为它的能量需求大。化学链燃烧技术利用金属氧化反应来分离氧气，随着后来金属氧化物的减少，为化石燃料燃烧提供了所需的氧气。该技术把传统的燃烧分解为两个气固化学反应，燃料与空气不直接接触，是一种无火焰的燃烧方式。

该系统含有两个反应器：空气反应器和燃料反应器。在燃料反应器内金属氧化物与燃料气体发生还原反应并吸收热量，一般使用天然气、氢气等作为燃料气体。其反应式为：

（m+4n）MeO+2CnHm+ΔHred（m+4n）Me+mH2O+2nCO2 （1）

在燃料反应器内被还原的金属颗粒回到空气反应器并与空气中的氧气发生氧化反应放出热量，其反应式为：

Me+O2MeO+ΔHox （2）

式（1）与式（2）相加即为传统燃烧反应

CnHm+O2nCO2+m/2H2O+ΔH （3）

通常情形下，反应（1）吸收热量，反应（2）放出热量，这两部分热量的代数和即为反应（3）中的ΔH，即燃料进行传统燃烧时放出的热量。但是由于该种燃烧形式把一步化学反应转变成了两步化学反应来完成，实现了能量的梯级利用，提高了能源利用率。特别是，从燃料反应器内排出的二氧化碳和水蒸气可以直接通入冷凝器被冷却，在不需要额外消耗能量的情况下，把水蒸气冷凝成液态水，分离出高浓度的二氧化碳，便于进行下一步对二氧化碳的回收和处理。另外在燃烧过程中，燃料不与氧气直接接触，避免了燃料型NOx的生成。当燃烧温度低于1500℃时，热力型NOx生成极少，而空气侧反应温度较低，因而可以控制热力型NOx的生成。

化学链燃烧技术仍处于研究阶段，目前主要采用热重分析仪、流化床和固定床进行探索性研究，作为氧载体的金属物质主要有Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Cd等。

3 二氧化碳的分离技术

上述的四种工艺路线都包括从气流中分离二氧化碳，目前有四种主要的二氧化碳分离方法[1-3]，选择哪一种方法取决于要富集的二氧化碳的状态（压力、浓度和量），这四种二氧化碳的分离方法分别是：吸收分离法；吸附分离法；膜分离法。

参考文献：

[1]裴克毅，孙绍增，黄丽坤.全球变暖与二氧化碳减排[J].节能技术，2005，23（03）：239-243.

第9篇：二氧化碳气体分析范文

1.学情分析

学生在前面学习过氧气实验室制法，已具备了气体制备的一些基本实验技能及实践经验。经过一段时间的学习，学习能力上分化较明显，小组间合作学习既能形成竞争，小组内合作又能形成“优生帮差生”的共同提高，这些都为本课的顺利进行提供了有利的课堂环境。

2.教材分析

本课主要是研究在实验室中如何制取二氧化碳，首先探究了实验室制二氧化碳的反应原理，然后提供了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，并给出了一些仪器，让学生采用活动探究的方式研究实验室中制取二氧化碳的装置，再利用设计的装置制取、验证二氧化碳，最后总结了实验室中制取气体的思路。对于学生在实验室中制取某种气体时的药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路培养有着重要的作用。

基于上述梳理，可将知识点分为2课时进行讲授：第一课时主要研究实验室中制取二氧化碳的药品原理装置；第二课时主要利用设计的装置制取二氧化碳、验证二氧化碳。

3.教学目标

（1）了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的发生装置、收集装置的选取，明晰实验室制取气体的方法和设计思路。

（2）通过实验室里制取氧气的方法和设计思路，探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置，让学生初步学会气体制取的过程和方法，并通过讨论、对比、设计实验等探究式学习，逐渐形成科学的学习方法。

（3）通过实验、问题讨论、合作学习，进一步激发学生的探究欲望，逐步培养学生求实、创新、合作的科学品质。

4.教学重点与难点

教学重点：探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择，并利用仪器设计装置制取二氧化碳。教学难点：探究实验室制取二氧化碳的实验装置。

二、主要教学环节

1.动画设计，联系生活

教育学家苏霍姆林斯基说过：“教师如果不想方法设法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，而是不动情感的脑力劳动，就会带来疲倦，处于疲倦状态下的头脑，是很难有效地吸取知识的。”课堂初始，教师通过动画展示《我是谁？》，设置恰当的情境，从一开始就引起学生的关注，引导学生从化学的角度观察生活中的化学现象，感悟其中蕴含的化学原理，拉近了化学与生活的距离。动画《我是名侦探柯南》，很好地创设了情境，增强了趣味性，进一步加深了学生对二氧化碳物理性质的印象，从而较好地避免了单一枯燥记忆知识点的现象，激起了学生的学习热情。

2.设计活动，动手探究

课堂中，教师活用了多感官教学法，以进一步提高学生学习化学的兴趣。脑科学研究表明，调动越多的感官，就可以利用越多的大脑通路，从而建立起更多的神经连接。在学生学习中提供多种感官知觉的刺激和经验，引导学生运用不同的感官知觉系统来探索、尝试、学习新事物，可以使其潜能得到建立和开发。多感官教学法在课堂教学中不断变化，交替使用，能够帮助学生多途径、多层次地得到训练，激活有效思维。

本课主要设计了三项探究活动。

给出能生成二氧化碳的反应的资料，补充三个对比实验，学生通过观察实验分析为什么不被选择，从而得出实验室制备气体应考虑的相关因素：制得的气体较纯；反应速率适中等，然后得出实验室制取二氧化碳的反应药品及原理。教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的原理，这样学生虽能一下子记住，但不一定能真正理解为什么要选择石灰石和稀盐酸，此后接触到其它能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆。笔者在设计教学时提供信息，学生实验探究，体会实验室制取气体的一般要求。随后补充介绍为什么不用碳酸钠或稀硫酸代替制取二氧化碳，由此培养学生多角度多层次观察和分析问题的意识。

先引导回顾制取氧气两种方法的相关知识，对比探究，然后进一步拓展延伸，引出实验室制备气体的思路和方法。而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。学生讨论并思考如下问题：第一，实验室制取气体的装置确定气体发生装置时应考虑哪些因素？第二，确定气体收集装置时应考虑哪些因素？将相关比较以表格形式列出，用多媒体展示，一边引导学生回忆氧气制取的装置，一边归纳出实验室制取气体的方法，从而初步确立实验室制取气体的一般思路与方法。

学生动手设计实验制取二氧化碳，并进行实验的评价，为更好地走进实验室实践做好充分的准备。

3.精美制作，简便美观

通过设计系列的探究活动，让学生设计实验方案并选择相关仪器进行实验。学生在体验、反思和完善实验设计的过程中，掌握基本技能，实行师生互动。学生预先手工制作的五颜六色的化学仪器图片起到了事半功倍的效果，课堂上既避免了让学生绘画或直接拿仪器操作时的时间不易控制的尴尬，又便于小组汇报时展示，省时、安全又美观。

通过本课学习，学生初步掌握了实验室制取气体的药品选择，装置选择，收集方法。“活”用教材，精心设计，使学生手脑结合，多元化思考，锻炼了学生科学探究和自主学习的能力，激发了学生的求知欲，也进一步培养了学生的科学素养。

三、教学反思

本课在友善用脑和新课程理念的观照下，真正把课堂还给学生，通过精心创设情景，设计活动探究，明确学习目标，在问题的引导下，适当点拨指导，引导学生在探、说、议、评中轻松愉快地完成学习任务。

1.恰当的视频资料，在教学过程中起到了“画龙点睛”的效果，教学设计层层深入，源于教材，但更高于教材，进一步提高了学生的学习力。如探究活动一，选择哪组药品更适用于实验室制CO2？教材是直接给出药品及反应原理，学生理解有难度。而本活动的设计，让学生在探究体验讨论中得出结论，印象深刻，同时又很好地为酸碱盐的学习作了铺垫。探究活动三，设计制取CO2的装置，手工制作的化学仪器图打破了实验室仪器的局限性，学生通过纸质的仪器进行操作，既简便又安全，还可以在化学课的单元复习、总复习中重复利用，起到了很好的教学效果。

2.课堂教学注重联系生活实际，让学生感受到化学就在我们的身边。如拓展性作业小调查“馒头是怎样做的？”等等，更好的培养了学生学习化学的兴趣。

3.阶段性的练习与课堂小测验，在知识点的掌握上起到了及时强化巩固的作用，提高了课堂教学的有效性。