2023年中考化學知識點突破與檢測專題04　二氧化碳的性質(zhì)、用途和制取歸納

專題04二氧化碳的性質(zhì)、用途和制取歸納【知識網(wǎng)絡(luò)】無色無味的氣體物理性質(zhì)密度比空氣大能溶于水①一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒，不能供給呼吸②與水反應(yīng)生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3碳酸能使紫色石蕊試液變紅二氧化碳化學性質(zhì)③能使澄清的石灰水變渾濁：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O④與灼熱的碳反應(yīng)：C+CO22CO①藥品：大理石或石灰石和稀鹽酸②反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑實驗室制法③裝置：固液不加熱型④收集方法：向上排空氣法⑤驗滿方法：用燃燒的木條放在瓶口，木條熄滅則滿⑥檢驗方法：通入澄清石灰水，石灰水變渾濁工業(yè)制法：煅燒石灰石CaCO3CaO+CO2↑用途：滅火，光合作用，化工原料，制冷劑【考點梳理】考點一、二氧化碳的性質(zhì)和用途1.物理性質(zhì)：無色、無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,固態(tài)二氧化碳叫做干冰。2.化學性質(zhì):（1）一般情況下，二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒，不能供給呼吸。（2）與水反應(yīng)生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3碳酸不穩(wěn)定,易分解：H2CO3=H2O+CO2↑（3）能使澄清的石灰水變渾濁：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O該反應(yīng)用于檢驗二氧化碳；這也是久置裝石灰水的試劑瓶壁有一層白膜的原因。（4）與灼熱的碳反應(yīng)：C+CO22CO（吸熱反應(yīng)，既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)，CO2是氧化劑，C是還原劑）3.用途:（1）滅火（滅火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）既利用其物理性質(zhì)（密度比空氣大），又利用其化學性質(zhì)（不能燃燒,也不支持燃燒）。（2）干冰用于人工降雨、制冷劑（利用干冰升華時要吸收大量的熱）。（3）氣體肥料。（4）光合作用。（5）化工產(chǎn)品的原料。4.二氧化碳對環(huán)境的影響：（1）過多排放引起溫室效應(yīng)。①造成溫室效應(yīng)的主要原因：人類消耗的化石能源急劇增加，森林遭到破壞等。②減輕溫室效應(yīng)的措施：減少化石燃料的燃燒；植樹造林；使用清潔能源等。（2）由于二氧化碳不能供給呼吸，因此在人群密集的地方要注意通風換氣。考點詮釋：1.不要將“干冰”和“冰”混為一談。在一定的條件下（加壓降溫），二氧化碳氣體會變成固體，固態(tài)的二氧化碳叫“干冰”，“冰”是液態(tài)水在一定條件下變成的固態(tài)物質(zhì)。2.二氧化碳溶于水和二氧化碳與水反應(yīng)在本質(zhì)上是不同的，前者是二氧化碳以分子的形式存在于水中，后者是二氧化碳與水反應(yīng)生成具有酸性的物質(zhì)碳酸，前者是物理變化，后者是化學變化。3.一般情況下，二氧化碳不能支持普通的物質(zhì)燃燒，特殊情況下也能支持某物質(zhì)燃燒，如鎂等活潑金屬在點燃的條件下，也能在二氧化碳中繼續(xù)燃燒下去。4.人在二氧化碳含量較高的環(huán)境中感到不適甚至死亡，不是因為二氧化碳有毒，而是因為二氧化碳不能供給呼吸。當空氣中二氧化碳的含量超過正常含量時，會對人體健康產(chǎn)生影響，達到10％會使人窒息而死亡。考點二、實驗室制取二氧化碳的方法1.藥品：石灰石與稀鹽酸。2.原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 3.裝置圖：4.氣體收集方法：向上排空氣法（密度比空氣大，能溶于水）。5.檢驗方法：將制得的氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，則是二氧化碳氣體。6.驗滿方法：將點燃的木條放在集氣瓶口，如木條熄滅，證明已集滿二氧化碳氣體。7.二氧化碳的工業(yè)制法：CaCO3CaO+CO2↑ 生石灰和水反應(yīng)可得熟石灰：CaO+H2OCa(OH)2考點詮釋：實驗室制取二氧化碳應(yīng)注意：1.不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸具有較強的揮發(fā)性，會使生成的CO2中混有氯化氫氣體而不純。不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)后生成微溶于水的CaSO4，CaSO4覆蓋在石灰石表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進行。不能用碳酸鈉代替石灰石，因為Na2CO3易溶于水，與鹽酸反應(yīng)速率快，不利于收集二氧化碳氣體。2.長頸漏斗的下端管口應(yīng)插入液面以下形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸散。反應(yīng)器內(nèi)的導管稍露出膠塞即可，不宜太長，否則不利于氣體的導出。3.收集時瓶口覆蓋毛玻璃片，且導管應(yīng)伸到接近集氣瓶底部處，便于盡快排凈空氣，收集較純的氣體。4.檢驗二氧化碳應(yīng)用澄清的石灰水而不能用燃著的木條。因為使澄清石灰水變渾濁是二氧化碳的特征反應(yīng)，而使燃著的木條熄滅的氣體除了二氧化碳之外，還有氮氣、稀有氣體等?！镜湫屠}】類型一、考查二氧化碳的性質(zhì)和用途例1.下列關(guān)于一氧化碳和二氧化碳的說法正確的是（）A．都比空氣重B．都可以用碳和氧氣反應(yīng)得到C．都有還原性D．都能和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)【思路點撥】知道一氧化碳和二氧化碳的性質(zhì)。【答案】B【解析】二氧化碳密度比空氣大，一氧化碳密度比空氣小；二氧化碳沒有還原性，一氧化碳有還原性；二氧化碳能與澄清石灰水反應(yīng)，一氧化碳不與澄清石灰水反應(yīng)。ACD都不正確，只有B選項是正確的。【總結(jié)升華】本題是考查學生對一氧化碳和二氧化碳的性質(zhì)的理解與區(qū)別。如果同學們能對它們的性質(zhì)理解得非常好，就可以順利解題。例2.通過實驗探究可獲得較多的化學知識，對如圖所示的實驗分析錯誤的是（）A．兩支蠟燭自下而上依次熄滅B．二氧化碳不能燃燒C．二氧化碳的密度比空氣大D．二氧化碳支持燃燒【思路點撥】根據(jù)實驗現(xiàn)象，下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅，結(jié)合二氧化碳的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)，進行分析判斷。【答案】D【解析】如圖所示的實驗，可觀察到兩支蠟燭自下而上依次熄滅，故A選項說法正確;蠟燭熄滅，說明了二氧化碳不能燃燒，故B選項說法正確;兩支蠟燭自下而上依次熄滅，說明二氧化碳的密度比空氣大，故C選項說法正確;蠟燭熄滅，說明了二氧化碳不能支持燃燒，故D選項說法錯誤?！究偨Y(jié)升華】本題難度不大，掌握二氧化碳的化學性質(zhì)、物理性質(zhì)是正確解答本題的關(guān)鍵。例3.下列關(guān)于二氧化碳的說法錯誤的是（）A.二氧化碳可用于制碳酸類飲料B.干冰(固體二氧化碳)可用于人工降雨C.常溫下二氧化碳是一種有刺激性氣味的有毒氣體D.大氣中二氧化碳的消耗途徑主要是植物的光合作用【思路點撥】本題考查了CO2的用途及相關(guān)性質(zhì)的掌握情況。建議大家按“性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)”的規(guī)律梳理并識記CO2的性質(zhì)和用途?！敬鸢浮緾【解析】二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸具有酸性，所以二氧化碳可用于制碳酸類飲料。固體CO2叫做“干冰”，其升華時會吸收大量的熱，因而具有很多重要的用途；而“冰”是水的固體，二者要注意區(qū)分。常溫下二氧化碳是一種無色無味的氣體，二氧化碳濃度過高會導致人窒息死亡，但二氧化碳本身是無毒的氣體。【總結(jié)升華】CO2的性質(zhì)和用途是近年新課標中考中考查的一個熱點問題，而且經(jīng)常結(jié)合生活實際中遇到的實際問題出題。在今后的學習中，要注意怎樣更好的將所學的化學知識應(yīng)用到生活中，解決遇到的問題。舉一反三：【變式1】氧循環(huán)和碳循環(huán)密不可分。其中屬于二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣的變化是（）A．海水吸收二氧化碳B．動植物的呼吸作用C．綠色植物的光合作用D．化石燃料的燃燒【答案】C【解析】綠色植物在光照和葉綠素的作用下可將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機物，并釋放出氧氣?！咀兪?】“雪碧”是一種無色的碳酸飲料，將少量“雪碧”滴入紫色石蕊試液中，然后再加熱，溶液的顏色變化情況是（）A.先變紅后變紫B.變紅后顏色不再改變C.先變無色后變紅 D.先變藍后變紫【答案】A類型二、考查二氧化碳的實驗室制法例4.實驗室制取二氧化碳可以選用的發(fā)生裝置是（）ABCD【思路點撥】本題考查了氣體制取裝置的選擇。弄懂整套裝置的設(shè)計原理是解題的基礎(chǔ)?！敬鸢浮緽【解析】二氧化碳的實驗室制法是固-液常溫型。所以選擇B的發(fā)生裝置，A是固-固加熱型，C是固-液加熱型，D反應(yīng)裝置有錯誤?！究偨Y(jié)升華】本題考查實驗室制取二氧化碳發(fā)生裝置的選擇，只要掌握發(fā)生裝置的選擇原則就能解決此題。選擇氣體發(fā)生裝置時要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。例5.實驗室制備二氧化碳氣體的常用方法是（）A．煅燒石灰石B．點燃木炭C．用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)D．碳酸分解【思路點撥】本題考查實驗室制取二氧化碳氣體這一基本考點。熟悉實驗裝置、原理等是解題的關(guān)鍵。【答案】C【解析】煅燒石灰石，需要高溫，條件要求比較高且要消耗燃料能源；燃燒木炭生成的氣體不純，往往含有二氧化碳、一氧化碳，甚至氧氣，產(chǎn)物難以分離；碳酸不穩(wěn)定，常溫是只存在于溶液中，濃度很小，且易分解。所以A、B、D均不常用。由于石灰石與稀鹽酸廉價易得、常溫就可反應(yīng)，反應(yīng)速率適中，且生成的氣體即使混有氯化氫、水蒸氣，也較易除去。是實驗室制取二氧化碳氣體的常用方法。所以C正確。【總結(jié)升華】實驗室制取氣體時藥品選擇依據(jù)是：低成本、條件易行、操作安全簡單、便于控制、產(chǎn)物較純、易于分離。例6.下列有關(guān)實驗室制取二氧化碳的方法不合理的是（）A.因為二氧化碳密度比空氣大，故能用向上排空氣法收集B.因為二氧化碳能溶于水，故一般不用排水法收集C.在發(fā)生裝置中加人塊狀石灰石和硫酸D.因為碳酸鈣和鹽酸在常溫下即可迅速反應(yīng)，故氣體發(fā)生裝置不需要加熱【思路點撥】掌握實驗室制取二氧化碳的原理、裝置和操作考點。【答案】C【解析】實驗室是利用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳的，化學方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。因為二氧化碳的密度比空氣的密度大，所以用向上排空氣法收集二氧化碳。硫酸和石灰石發(fā)生反應(yīng)時生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在石灰石的表面，阻止反應(yīng)的進一步進行，導致不能得到大量的CO2。所以C不合理?！究偨Y(jié)升華】二氧化碳的實驗室制法是中考?？嫉闹R點。實驗室制取二氧化碳，一般選用的試劑是稀鹽酸和大理石（或石灰石），不用稀硫酸代替稀鹽酸。舉一反三：【變式1】下列有關(guān)二氧化碳的檢驗、制備和用途能達到目的的是（）A．干冰用于人工降雨B．二氧化碳氣體通入紫色石蕊試液中，溶液變藍C．用塊狀石灰石和稀硫酸迅速制備大量二氧化碳D．將燃著的木條伸入集氣瓶，火焰立即熄滅，證明瓶內(nèi)原有氣體就是二氧化碳【答案】A【變式2】下圖是化學實驗中常用的幾種裝置。請回答下列問題：（1）指出有編號的儀器名稱：①，②。（2）利用上述A、裝置的組合可以制取二氧化碳氣體，寫出實驗室制取該氣體的化學反應(yīng)方程式。【答案】（1）①分液漏斗②集氣瓶（2）DCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑【鞏固練習】一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．證明汽水中含有CO2氣體，最合理的做法是（）【答案】D【解析】檢驗CO2氣體，通常將氣體通入澄清石灰水中，觀察澄清石灰水是否變渾濁，故只有D是合理的做法。2．下列有關(guān)氧氣和二氧化碳的說法不正確的是（）A．自然界的氧氣和二氧化碳通過光合作用與呼吸作用可以互相轉(zhuǎn)化B．氧氣和二氧化碳都含有氧分子C．氧氣和二氧化碳都可以用向上排空氣法收集D．氧氣能支持燃燒，二氧化碳不能支持燃燒【答案】B【解析】光合作用是綠色植物在光照和葉綠素的作用下將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機物和氧氣的過程，呼吸作用則是生物體中的有機物與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水并產(chǎn)生熱量的過程，A正確；氧氣是由氧分子構(gòu)成的，但二氧化碳是由二氧化碳分子構(gòu)成的，不含有氧分子，B不正確；氧氣和二氧化碳的密度都比空氣大，C正確；氧氣能支持燃燒，二氧化碳不能支持燃燒，D正確。3.當前人們已經(jīng)認識到無節(jié)制排放二氧化碳的危害，紛紛提倡“國家應(yīng)低碳發(fā)展經(jīng)濟，個人應(yīng)低碳生活”。下列做法不符合上述理念的是()A.盡量選擇公共交通工具出行B.拆除低效率的小型燃煤發(fā)電廠C.積極研究開發(fā)氫氣燃料D.拒絕使用含碳元素的物質(zhì)【解析】D【解析】倡導低碳生活，是指減少CO2的排放，而不是拒絕使用含碳元素的物質(zhì)。4.下列屬于化合物的是（）A.金剛石B.蒸餾水C.紅磷D.石灰石【答案】B【解析】蒸餾水（化學式為H2O）屬于化合物；石灰石的主要成分是碳酸鈣，屬于混合物；金剛石和紅磷都屬于單質(zhì)。5.為了檢驗雞蛋殼中是否含有碳酸鈣，在家庭廚房里可選用的物質(zhì)是(

)A.食醋B.食鹽C.純堿D.小蘇打【答案】A【解析】檢驗雞蛋殼中是否含有CaCO3，可用家庭廚房里的食醋檢驗。6.下列有關(guān)碳及其氧化物的說法正確的是（）A．CO與CO2可用觀察顏色的方法區(qū)分B．CO2具有還原性，可用于鐵的冶煉C．CO2的過多排放可導致溫室效應(yīng)D．金剛石和石墨結(jié)構(gòu)中碳原子排列方式相同【答案】C【解析】CO2和CO都是無色的氣體，因此A不正確；CO具有還原性，可以冶煉金屬（不是二氧化碳）因此B不正確；CO2排放過多會導致溫室效應(yīng)，因此C正確；金剛石和石墨碳原子的排列方式不同，金剛石是正八面體，而石墨則是層狀結(jié)構(gòu)，故D不正確。7.實驗室制取二氧化碳氣體的常用方法是（）A．煅燒石灰石B．點燃木炭C．用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)D．碳酸分解【答案】C【解析】煅燒石灰石，需要高溫，條件要求比較高且要消耗燃料能源；燃燒木炭生成的氣體不純，往往含有二氧化碳、一氧化碳，甚至氧氣，產(chǎn)物難以分離；碳酸不穩(wěn)定，常溫是只存在于溶液中，濃度很小，且易分解。所以A、B、D均不常用；由于石灰石與稀鹽酸廉價易得、常溫就可反應(yīng)、速率適中，是實驗室制取二氧化碳氣體的常用方法。所以C正確。8.實驗室檢驗二氧化碳氣體應(yīng)該選用（）A．pH試紙B．澄清石灰水C．酚酞溶液D．帶火星的木條【答案】B【解析】pH試紙常用于檢測溶液酸堿性，澄清石灰水常用于檢驗二氧化碳，酚酞溶液常用于檢驗堿性溶液，氧氣具有助燃性，常用帶火星的木條檢驗。9.利用如圖所示裝置，能完成實驗室制取氣體的是()A．用①③制取氧氣B．用②③制取二氧化碳C．用②④制取氧氣D．用①⑤制取二氧化碳【答案】C【解析】實驗室制取氧氣時，若用加熱氯酸鉀法，可選用①作發(fā)生裝置，若用過氧化氫溶液和二氧化錳的混合物則可以選用②作發(fā)生裝置；由于氧氣的密度比空氣大和不易溶于水的性質(zhì)，可選用④或⑤裝置收集，故A不正確、C正確。由于二氧化碳的密度比空氣大，且能溶于水，故不能用③或⑤收集，B、D不正確。10.某同學在確定一種氣體的實驗室制法時，不需要考慮的是（）A．反應(yīng)所需條件和樣品的狀態(tài)B．實驗裝置原理C．氣體的驗證D．氣體的用途【答案】D【解析】氣體的用途與如何制取氣體沒有聯(lián)系。11.如下圖所示的有關(guān)氣體的制取、收集和檢驗方法不正確的是（）A．實驗室可用甲裝置來制取氧氣B．乙裝置可用來制取、檢驗二氧化碳C．收集氫氣可用丙裝置D．丁裝置可用來收集氧氣【答案】C【解析】氫氣的密度比空氣的密度小，應(yīng)用向下排空氣法收集。二、填空題12.如圖所示：（1）試驗中觀察不到明顯現(xiàn)象的實驗是（填選項字母）；（2）能觀察到明顯現(xiàn)象的實驗，請分別寫出觀察到的現(xiàn)象。【答案】（1）A（2）B：澄清石灰水變渾濁C：燃著木條熄滅D：燒杯內(nèi)壁有水霧【解析】A、空氣中二氧化碳含量少，二氧化碳能和澄清石灰水反應(yīng)，現(xiàn)象不明顯；B、二氧化碳能和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣和水，澄清石灰水變渾濁；C、二氧化碳不支持燃燒，燃著的小木條會立即熄滅；D、蠟燭罩在干冷的燒杯上，燃燒產(chǎn)生得水蒸氣遇冷凝結(jié)成小水滴。13.2021年10月31日，聯(lián)合國氣候變化框架公約締約方大會第二十六次會議（COP26）在英國格拉斯哥開幕，這是《巴黎協(xié)定》進入實施階段以來的首次氣候大會。會議討論了二氧化碳的減排問題。（1）二氧化碳過量排放會導致______________________（填序號）。A.溫室效應(yīng)B.酸雨C.白色污染D.臭氧層空洞（2）為了增加對二氧化碳的吸收，可以將二氧化碳與氫氣在催化條件下反應(yīng)生成甲醇。反應(yīng)的化學方程式為：CO2+3H2=X+H2O,則X（甲醇）的化學式為________________?！敬鸢浮?1)A(2)CH30H(或CH40)【解析】二氧化碳目前對空氣質(zhì)量的影響主要是溫室效應(yīng)，化學反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后各種原子的數(shù)目保持不變。三、實驗題14.根據(jù)下列實驗裝置圖，按要求回答下列問題：（1）實驗室制取CO2的化學反應(yīng)方程式為；制取并收集該氣體應(yīng)選擇的裝置是（填序號）；若想控制反應(yīng)速率，可以將儀器②用代替；檢驗該氣體的方法是；（2）如果選擇與制取CO2相同的發(fā)生裝置來制取O2，則發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為，其基本反應(yīng)類型是?！敬鸢浮浚?）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑BE分液漏斗將氣體通入澄清的石灰水中，若變渾濁，則為二氧化碳（2）2H2O22H2O+O2↑分解反應(yīng)【解析】（1）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；為固液常溫型裝置，二氧化碳能夠溶于水，密度比空氣大，用瓶口向上排空氣法收集，故用BE；分液漏斗可控制反應(yīng)速率；二氧化碳氣體用澄清石灰水進行檢驗，將氣體通入澄清的石灰水中，若變渾濁，則為二氧化碳；（2）實驗室如果選擇與制取CO2相同的發(fā)生裝置來制取O2，應(yīng)該是利用過氧化氫制取，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：2