第二节-大自然中的二氧化碳

第二节大自然中的二氧化碳课标考点导航题型考查内容命题趋势碳循环选择题注重考查碳循环和碳中和以及减缓温室效应的措施中考中,注重考查碳循环以及二氧化碳的制取,一般以选择题和实验题的形式出现,分值在6分左右二氧化碳的性质填空题二氧化碳的化学性质二氧化碳的制取实验探究题二氧化碳制取的反应原理、发生装置和收集装置的选择写出图中反应的化学方程式注:“→”表示物质之间存在转化关系。①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

考点一碳循环和温室效应1.自然界中的碳—氧循环氧气光合作用2.二氧化碳对人体健康的影响二氧化碳本身没有毒性,但二氧化碳不能

,因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前,必须先做

。

供给呼吸灯火试验3.温室效应(1)加剧的原因:空气中的

等温室气体含量过高。

(2)危害:全球气温升高,两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市;使土地沙漠化,造成农业减产等。(3)防治措施①减少煤、石油、

等化石燃料的燃烧;

②开发

,如太阳能、风能、地热能等;

③促进节能产品和技术的进一步开发和普及;④大力植树造林,严禁乱砍滥伐。4.低碳生活所谓“低碳”,就是较低的二氧化碳的排放。低碳生活可理解为减少

的排放,就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。

二氧化碳(或CO2)天然气新能源二氧化碳考点二二氧化碳的性质1.二氧化碳的物理性质大通常状况下颜色气味密度溶解性无色无味比空气的

一定压强和低温条件下固态的二氧化碳俗称

,易升华

能溶于水干冰2.二氧化碳的化学性质现象两支蜡烛

依次熄灭

紫色石蕊试液

,加热后又变成

澄清石灰水

无明显现象结论或化学方程式二氧化碳

,也

;二氧化碳的密度比空气的

,碳酸很不稳定,易分解:

_

(检验二氧化碳)

_

(吸收或除去二氧化碳)

自下而上变红紫色变浑浊不燃烧不支持燃烧大CaCO3↓+H2ONa2CO3+H2O3.二氧化碳的用途灭火人工降雨考点三一氧化碳1.物理性质颜色气味状态密度溶解性无色无味气体比空气的小难溶于水2.化学性质燃料3.CO与CO2的鉴别与除杂方法(1)物质的鉴别要依据物质性质的差异而产生的不同现象。鉴别方法现象与结论依据的原理①将燃烧的木条分别伸入盛有气体的瓶内木条

的是CO2,能被

的是CO

CO2不燃烧也不支持燃烧;CO能燃烧②将气体分别通入澄清石灰水中使溶液变浑浊的是

,不变浑浊的是

CO2能与澄清石灰水反应;CO不能发生反应;化学方程式:

③将气体分别通入紫色石蕊试液中使试液变红色的是CO2,不变色的是COCO2能与水反应,CO不能发生反应;化学方程式:

④将气体分别通入灼热的CuO中使黑色粉末变红的是CO,不变色的是CO2CO能与CuO反应;CO2不能发生反应;化学方程式:

⑤向装满两瓶气体的塑料瓶中倒入小半瓶水瓶子变瘪的是CO2,不变瘪的是COCO2能溶于水;CO难溶于水立即熄灭点燃CO2CO(2)互为杂质时的除杂方法(括号中的为杂质)。物质除杂方法依据原理CO2(CO)通过灼热的氧化铜CO能与CuO反应;CO2不能发生反应;化学方程式:

CO(CO2)通过氢氧化钠溶液CO2能与NaOH反应;CO不能发生反应;化学方程式:

通过灼热的木炭高温下CO2能与C反应;CO不能发生反应;化学方程式:

需要特别注意的是:除去CO2中的CO时不能用

法。

燃烧4.一氧化碳与二氧化碳的分离(1)选用的试剂:甲中盛放的是浓氢氧化钠溶液,乙中盛放的是浓硫酸。分液漏斗中盛放的是稀硫酸。(2)分离过程①关闭a,打开b,二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,得到一氧化碳;涉及的化学方程式为

.

。

②关闭b,打开a,向甲中滴加稀硫酸,得到二氧化碳。涉及的化学方程式为

_

。

Na2CO3+H2ONa2SO4+H2O+CO2↑考点四二氧化碳的制取1.二氧化碳的工业制法原理高温煅烧石灰石,产生生石灰(CaO),副产品是二氧化碳化学方程式

2.二氧化碳的实验室制法(详见实验7)(1)药品:稀盐酸和石灰石(或大理石)。(2)原理:

。

实验7二氧化碳的实验室制取1.药品的选择:

和

(或大理石)。

稀盐酸石灰石实验室制取二氧化碳不用稀硫酸和浓盐酸,也不用碳酸钠等的原因:(1)不可用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸和大理石(或石灰石)反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在反应物的表面,阻止了反应物与酸接触,使反应难以继续进行;(2)不可用碳酸钾、碳酸钠代替石灰石或大理石,因为碳酸钾、碳酸钠是粉末状固体,与盐酸反应速率太快,不利于控制和收集气体;(3)不可用浓盐酸,因为浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体使二氧化碳不纯,且影响二氧化碳的性质实验。2.原理:

(用化学方程式表示)。

3.装置的选择(1)发生装置(选择依据:

与

):反应物状态为固体和液体,反应条件为常温,故选择

型发生装置(如图1、2、3、4)。

反应物状态反应条件固液不加热液面以下控制发生与停止添加液体控制反应速率(2)收集装置(选择依据:气体的

和

):由于二氧化碳能溶于水,且密度比空气大,所以宜采用

法收集(如图)。

密度溶解性向上排空气4.实验步骤(1)连:连接仪器。(2)查:检查装置气密性。(3)装:加入药品。(4)收:收集二氧化碳。(5)验:检验二氧化碳是否收集满。5.验满与检验装置图方法验满将燃着的木条放在

,不能伸入瓶内,如果

,则证明气体已收集满

检验把产生的气体通入

中,若观察到

,证明该气体是二氧化碳

集气瓶口木条熄灭澄清石灰水澄清石灰水变浑浊6.得到干燥、纯净的二氧化碳要选用的装置及连接顺序用稀盐酸与大理石制取CO2时,在气体制取的过程中还会产生少量HCl气体和水蒸气,应该用

除去HCl气体,然后用

检验HCl是否除尽;接着再用

干燥,最后得到干燥、纯净的CO2气体。其常见的装置如下:

饱和的NaHCO3溶液AgNO3溶液浓H2SO4

7.CO2体积的测量将CO2气体从a端通入如图装置,量筒内水的体积即为生成CO2的体积。其中在水上放一层植物油的目的是避免CO2与水反应和溶于水,减少测量误差。而植物油上方原有空气对实验结果没有影响8.装置创新(1)发生装置:优点——废物利用、控制反应随时发生和停止(2)收集装置:用排液法收集二氧化碳基础训练1.根据下列实验装置图,请回答下列问题。(1)写出标有①②序号的仪器名称:①

,②

。

(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时,应选用的发生装置是

(填装置字母,下同)。检验二氧化碳应选用的装置是

,该装置内发生反应的化学方程式为

_

。

(3)用排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底部,其目的是

。(4)若要收集一瓶干燥纯净的二氧化碳,所选装置正确的连接顺序是气体发生装置→

→

(填装置字母)。

铁架台分液漏斗BFCaCO3↓+H2O把空气充分地排出来G

D发生装置依据反应物的状态和反应条件选择,收集装置依据气体的密度和溶解性选择。检验二氧化碳用澄清石灰水,吸收二氧化碳使用氢氧化钠溶液。二氧化碳的干燥、净化、检验、吸收,要注意导管的“长进短出”。拓展训练2.(2022招远模拟)有如图1至图4实验装置。图1图2图3

图4(1)二氧化碳的水溶液能使蓝色石蕊试纸变红,小明同学用图1装置证明使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,有下列操作步骤:①从f端通足量氮气;②从分液漏斗中滴加适量水;③从e端通二氧化碳;④将干燥的蓝色石蕊试纸放入图1装置的广口瓶中,最简便的实验操作顺序是

(填字母代号)。

A.③④②①③ B.④③①②③C.④②④③② D.④②③①③B(2)小红同学用吃完的碎碎冰饮料包装袋设计了图2的发生装置制取二氧化碳,捏、放操作优点是

。

(3)小芳同学用图3所示装置测量生成CO2的体积,CO2应从

(填“甲”或“乙”)管通入,用该装置测量生成CO2的体积,结果会

(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是

。

(4)小凯同学选用图4中左装置作为制取二氧化碳的发生装置,其中小试管的作用是

_

(写一点即可)。他得知实验室可用锌和稀硫酸制取氢气,他又选择了图4中右装置图,添加稀硫酸时,液面最好添加到如图

处(填字母“a”“b”或“c”),目的是

_

。

可以控制反应的发生和停止乙偏小二氧化碳溶于水方便使漏斗下端伸入液面以下,防止生成的二氧化碳逸出b让稀硫酸能没过锌粒与固体接触,同时也能避免药品过多,导致药品从漏斗中溢出3.(2022泰安质检)请根据下列实验装置图,回答有关问题。A

B

CD

E

F(1)写出图中标有数字的实验仪器名称:①

,②

。

(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时应选用

(填字母标号,下同)作发生装置,写出该反应的化学方程式

,其中二氧化锰起

作用。

(3)实验室选用装置B、E连接可制取

(填化学式)气体。

酒精灯长颈漏斗A催化H2(4)小琳同学欲制取干燥、纯净的二氧化碳气体,除了使用上面的仪器外,还用到了如图F所示装置。①她制取CO2时选用的药品是

(填名称)。

②浓硫酸的作用是

,用化学方程式表示饱和NaHCO3溶液的作用

_

。

③为制取并收集纯净、干燥的CO2气体,导管按气流方向连接的顺序是

(填小写字母编号)。连接好了装置,在实验开始前应进行的一项操作是

。

石灰石(或大理石)、稀盐酸干燥气体NaCl+H2O+CO2↑h→j→m→n检验装置气密性考向1碳循环、低碳生活与碳中和类型1自然界中的碳循环[例1](2022泰安东平县模拟)碳在自然界的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是(

)A.氧元素未参与该循环过程B.绿色植物的光合作用可吸收CO2C.控制化石燃料的使用可减少碳排放D.动植物遗体被微生物分解可产生CO2AD1.(2022东营广饶县期末)如图是自然界存在的三大重要循环——“水循环”“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析碳循环和氧循环,其中不正确的是(

)A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环,碳循环中的“碳”是指碳元素B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定D.粒子观:绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加类型2低碳生活与碳中和[例2](2022青岛一模)2020年国家“十四五”规划中提出逐步实现“碳达峰”“碳中和”,下列做法与实现“双碳”目标不相符的是(

)A.大力发展火力发电B.完善垃圾分类,减少填埋C.推广使用氢能汽车D.多植树造林,增加二氧化碳的吸收A(1)自然界中二氧化碳的来源:主要是化石燃料的燃烧和生物的呼吸作用。(2)二氧化碳对环境造成的不利影响:主要是温室效应。(3)减少二氧化碳的方法:减少化石燃料的燃烧、植树造林、增大绿地面积等。2.(2022青岛城阳区模拟)“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”这是中国应对全球气候问题作出的庄严承诺。请回答下列问题:(1)二氧化碳含量增加会导致的气候问题是

,近几十年来空气中的二氧化碳含量不断增加的主要原因是

。

(2)“碳中和”是指企业、团体或个人通过一些形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。工厂废气中的二氧化碳,可用

(填化学式)吸收。写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为:

。

温室效应化石燃料的大量使用、植被森林的大量砍伐等NaOH植树造林(或多坐公交车,少开私家车等,合理即可)3.(2022蓬莱期末)温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题。我国由此提出“碳达峰”和“碳中和”目标,并将其写入政府工作报告,体现了中国的大国责任与担当。(1)“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的物质是

。

(2)造成温室效应加剧的主要原因是煤、

和天然气的过度使用。

(3)植树造林是完成“碳中和”目标的重要途径,其原理是利用绿色植物的

作用,以减少大气中的温室气体。

(4)二氧化碳增加虽然会导致温室效应,但在生活和生产中具有广泛的用途,例如可做

_

(举一例)。

CO2石油光合化工原料(气体肥料、制冷剂等)考向2二氧化碳的性质和用途[例3](2022东营模拟)同学们设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花,b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。垂直固定玻璃管的装置未画出)来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述错误的是(

)A.通过推压注射器活塞,可以控制进入饮料瓶内液体的量B.利用该装置可以验证二氧化碳能与水反应C.利用该装置可以验证二氧化碳的密度比空气大D.利用该装置可以验证二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧D(2)误认为“二氧化碳能溶于水”等于“二氧化碳与水反应”。警示:二氧化碳能溶于水发生的是物理变化,二氧化碳与水反应发生的是化学变化,两者本质不同。(3)误认为二氧化碳气体能使紫色石蕊试液变红。警示:使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳气体,而是二氧化碳与水反应生成的碳酸。A4.(2022泰安期末)某实验小组设计了验证二氧化碳性质的创新实验(如图所示),取三通U形管连接在制取二氧化碳的发生装置的导气管上,并点燃高低错落的小蜡烛,做实验①,然后拔下三通U形管,并夹紧上端,做实验②。下列有关说法错误的是(

)A.实验①和②都是低处蜡烛先熄灭B.实验①说明二氧化碳密度比空气大,不助燃、不可燃C.实验②中U形管内壁可能会变黑D.实验②中得到启示是:从着火燃烧的高层房间中逃离,沿墙角伏低身子迅速爬向门外B5.(2022济南莱芜区模拟)为了验证二氧化碳的化学性质,某同学用一根铁丝穿4片干燥的紫色石蕊试纸,按照图示将稀硫酸和水滴加到相应的位置。下列说法不正确的是(

)A.图中1、3变红,2、4不变色B.该实验证明CO2能与石蕊反应生成红色物质C.该实验用稀盐酸代替稀硫酸可达到相同的效果D.该实验的优点是将多个实验合为一体,对比性强考向3二氧化碳的制取[例4](2022东营广饶县模拟)请根据下列装置图,回答有关问题:(1)仪器a的名称是

。

(2)实验室制取二氧化碳的发生装置是

(填字母序号),该反应的化学方程式是

.

。

(3)按下列顺序①→

(填数字序号)连接,可测收集氧气的体积。

(4)小明同学以软塑料管为材料,制成气体发生装置(图G),若想让反应发生,操作是

_

。

量筒CCaCl2+H2O+CO2↑⑤→④→⑦用力挤压软塑料管下部气体的发生装置与收集装置的探究1.气体发生装置2.收集装置一般根据气体的水溶性和密度设计收集装置。当气体密度大于空气时,可选用向上排空气法(装置A),如CO2、O2、SO2等气体的收集;若气体密度小于空气,则用向下排空气法(装置B),如H2、CO、CH4等气体的收集;若气体难溶或不易溶于水,且不与水发生化学反应,则用排水法收集(装置C),如H2、CO、CH4、O2等气体的收集。6.(2022东营一模)在实验室中,我们常用如图所示装置制取和收集某些气体。集气瓶(1)写出a仪器的名称:

。

(2)实验室制取二氧化碳可选的发生装置是

,发生化学反应的方程式为

_

。用装置F收集CO2气体,产生的气体应从

(填“b”或“c”)端通入。

B或CCaCl2+H2O+CO2↑b(3)用排水法与排空气法收集CO2及相关性质的比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集)。已知:向收集满CO2的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水,并振荡。二氧化碳纯度越高,澄清石灰水先变浑浊后变澄清的时间越短。密度比空气大比较项目排水法向上排空气法收集方法可行性分析CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率

,且不与空气发生反应

收集过程分析集满现象:

“验满”分析:因气体无色,是否集满难确定,即便用燃着的木条移近容器口熄灭,也难以证明空气完全排尽石灰水变浑浊又变澄清所需时间分析时间较短时间较长集气瓶口产生大气泡由上述实验可得结论:①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集;②与排空气法相比,排水法的优点是

。

气体纯度较高7.(2022泰安模拟)如图1是实验室制取气体的常用仪器。请根据要求填空:②③⑤⑨(1)小峰同学制取并收集一瓶二氧化碳,应选择图中的仪器

(填序号),其化学方程式为

。

(2)小明同学设计了如图2所示的实验装置,既可用于制取CO2,又可用于探究CO2的性质。(说明:1.装置Ⅰ中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。2.装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸:其中两端的两片用紫色石蕊试液润湿,中间两片用紫色石蕊试液浸过并晒干)①实验时,打开K1关闭K2可用来制备CO2。检验Ⅱ中气体收集满的方法是

_

。

②实验时,关闭K1打开K2可用于探究CO2的性质。实验时Ⅲ中出现的现象是

_

,该实验说明CO2具有的性质是

_

。

将燃着的木条放至导管口a处,如果木条熄灭,说明收集满了最下面湿润的试纸先变红,上边湿润的后变红二氧化碳密度比空气大,能与水反应生成酸性物质易错点将二氧化碳的“检验”“验满”的操作混淆[例](2021东营河口区模拟)下列有关CO2的实验中,能达到实验目的的是(

)A.将燃着的木条伸入集气瓶中,检验CO2是否收集满B.用向下排空气法收集一瓶CO2气体,观察CO2的颜色C.将CO2气体通入紫色石蕊试液中,试液变色了,说明是二氧化碳与石蕊反应D.将澄清的石灰水倒入集气瓶中,检验某无色气体是CO2D易错分析:本题易错选A,验满的方法误认为是“将燃着的木条伸入瓶内”而出错。检验二氧化碳应该用澄清石灰水,不能错误地认为“能使燃着的木条熄灭的气体是二氧化碳”。考点一低碳生活和碳循环1.(2022泰安)中国政府向世界宣布2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。下列做法不利于实现“碳达峰、碳中和”的是(

)A.绿色出行 B.火力发电C.植树造林 D.节约用电2.(2022泰安)如图是自然界中碳、氧循环简图(X为H2CO3,Y为C6H12O6)。下列说法错误的是(

)BAA.图一中X溶液显酸性,是形成酸雨的主要原因B.图二转化1实现了无机化合物到有机化合物的转化C.图一、图二对比说明,反应物相同,反应条件不同,产物不同D.碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定3.(2021东营)“碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消,实现碳“零排放”,下列有关碳循环、碳中和的说法,错误的是(

)A.每个人都在参与碳循环,碳循环中的“碳”是指碳单质B.开发可再生能源,降低化石燃料的需求量,以控制二氧化碳排放量C.大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林,以控制二氧化碳排放量D.碳中和能有效维持碳循环的相对稳定,控制日趋严重的温室效应4.(2021泰安)“碳达峰、碳中和”是近期频繁出现的热词。关于碳循环和氧循环,下列说法不正确的是(

)A.碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化B.碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定C.绿色植物的生长过程,既涉及碳循环,又涉及氧循环D.碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环AD考点二二氧化碳的性质5.(2021泰安节选)如图为初中化学常见的实验,根据要求回答问题:试液由紫色变为红色图A中的现象是

;B中发生反应的化学方程式为

;C中观察到蜡烛由低到高依次熄灭,该实验说明

。

二氧化碳的密度比空气大,不燃烧、不支持燃烧6.(2021烟台节选)(1)CO2的“捕集”。如图是一种利用NaOH溶液“捕集”CO2的主要技术流程。增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更充分①“捕集室”中发生反应的化学方程式是

。“捕集室”中采用喷淋方式加入NaOH溶液,其优点是

。

②整个设计流程中,可以循环利用的物质是

(写化学式)。

CaO、NaOH(2)CO2的利用。①在高温高压下,CO2和NH3可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应中参加反应的CO2与NH3的分子个数比是

。

②超临界CO2是指温度与压强达到一定值时,CO2形成气态与液态交融在一起的流体,研究发现超临界CO2流体和水相似,溶解能力强,被誉为“绿色环保溶剂”。下列关于超临界CO2流体的说法正确的是

(填字母)。

A.它是混合物B.它的化学性质与普通二氧化碳相同C.它的分子不再运动D.它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂1∶2

BD考点三二氧化碳的制取7.(2021东营节选)用如图所示发生装置制二氧化碳时,关闭开关,多孔隔板处依次观察到的现象是

(用字母e、f、g对如图所示现象进行排序)。

g、f、e

8.(2021淄博节选)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体,反应的化学方程式为

_

。检验二氧化碳气体收集满的方法是

(填写序号)。

①将带火星木条伸入集气瓶中②将少量石灰水倒入集气瓶中③将燃着的木条放在集气瓶口④将pH试纸放置在集气瓶口CaCl2+H2O+CO2↑③1.(2022成都)成都以“碳达峰、碳中和”为目标,引领城市绿色低碳发展。下列做法有利于实现此目标的是(

)A.石油炼制B.太阳能发电C.燃煤脱硫D.酒精作燃料B2.(2022杭州)汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示,下列分析错误的是(

)A.都通过剧烈的氧化反应释放出能量B.都将化学能转化为其他形式的能C.都参与自然界的碳循环和氧循环D.都遵循能量的转化和守恒定律A3.(2022临沂)下列关于碳及其化合物的说法正确的是(

)A.金刚石、石墨和C60的性质相似B.木炭在氧气中燃烧,生成物一定是二氧化碳C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒C4.(2022扬州)制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是(

)B5.(2022岳阳)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是(

)DA.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置②④组合B.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸C.用装置③收集CO2,气体应从管口c通