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初中化学 2.2奇妙的二氧化碳
一、考点突破
知识点 考纲要求 题型 说明
碳循环二氧化碳的制取、性质、用途 1. 了解自然界中二氧化碳的循环及含量变化对环境可能造成的影响。
2. 初步学习实验室制取二氧化碳的方法。
3. 知道二氧化碳的主要性质和用途。 选择题
填空题
实验探究题 常结合“低碳生活”、生产实际等考查二氧化碳的相关知识。是中考命题的重点，在中考中占10~20分。
二、重难点提示
重点：二氧化碳的制取、性质和用途。
难点：碳循环与环境的关系；二氧化碳性质与用途之间的关系。
考点精讲：
知识点一：碳的循环与温室效应
1. 二氧化碳的循环：
大气中的二氧化碳是通过动植物的呼吸作用，煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧及微生物的分解作用产生的；而植物的光合作用和海水的溶解等又消耗了二氧化碳。
2. 多数科学家认为，在地球上的大气层中，二氧化碳等气体能像温室的玻璃那样起保温作用，这就是所谓的“温室效应”。虽然温室效应可能会促进光合作用，使一部分农作物增产，但是温室效应也会使气温升高，土地沙漠化、冰雪融化、海平面上升，淹没沿海地区，因此应采取措施，防止温室效应进一步增强。
3. 减少大气中二氧化碳含量，主要有两条途径：
（1）改善燃料的结构：减少使用化石燃料，更多利用清洁能源。如氢能、核能、太阳能、生物质能（沼气）、风能、水能、地热能、潮汐能等。
（2）增强大自然的自净能力。如多植树造林，增大绿化面积。
知识点二：二氧化碳的制取
1. 二氧化碳的实验室制法
药品：用石灰石（大理石）和稀盐酸。
易错点：①不能用浓盐酸，因为它易挥发出氯化氢气体，导致生成的二氧化碳不纯；②也不能用碳酸钙粉末（或碳酸钠粉末）代替石灰石，因为反应速率太快；③也不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为CaCO3＋H2SO4＝CaSO4＋H2O＋CO2↑生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石或石灰石表面阻止反应继续进行。
2. 反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
3. 制取装置
说明：①长颈漏斗末端应伸入液面以下（以免生成的气体从漏斗逸出）；②伸入集气瓶中导管应接近集气瓶底部（便于排尽空气）③实验室制取二氧化碳的操作步骤：检查装置的气密性→加药品（先加固体，后加液体）→收集。
4. 收集方法：向上排空气法（因为二氧化碳的密度比空气大）。
易错提醒：二氧化碳能溶于水，不能用排水法。
5. 检验：将气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
6. 验满：用燃着的木条放在集气瓶口，如果燃着的木条熄灭，则证明是集满二氧化碳。
7. 二氧化碳的工业制法
高温煅烧石灰石：。
知识点三：二氧化碳的性质
1. 二氧化碳的物理性质
颜色 状态 气味 密度（与空气比较） 溶解性
无色 气体 无味 比空气大 能溶于水
说明：二氧化碳的固体叫做干冰，易发生升华现象，吸收大量的热。
2. 二氧化碳的化学性质
二氧化碳水溶液中滴入紫色的石蕊试液 二氧化碳通入澄清的石灰水中
现象 石蕊试液变红 澄清石灰水变浑浊
化学方程式 CO2＋H2O＝H2CO3 Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
易错提醒：将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，石蕊试液变为红色，是因为二氧化碳与石蕊试液中的水生成了碳酸，碳酸使石蕊试液变红，并不是二氧化碳使之变红。
【重要提示】
①碳酸不稳定，受热或浓度高时易分解，化学方程式：H2CO3CO2↑＋H2O；②证实二氧化碳与水反应，应借助石蕊试液，遇酸由紫色变为红色。
【核心突破】
二氧化碳能与石灰水的反应：Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
①常用该原理检验二氧化碳气体；②久置石灰水的瓶壁上常有一层白膜物质，该物质就是碳酸钙，产生此现象的原因：大气中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钙；除去这层白膜物质常先用稀盐酸清洗，然后用水冲洗。
【随堂练习】下列有关二氧化碳的说法，错误的是（ ）
A. 二氧化碳通入紫色石蕊试液变红
B. 二氧化碳可用于灭火
C. 用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D. 空气中二氧化碳含量增多会引起“温室效应”
答案：C
思路分析：A. 二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，所以二氧化碳通入紫色石蕊试液变红；B. 二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧，故二氧化碳可用于灭火；C. 块状石灰石和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，使反应停止，所以不会迅速反应；D. 空气中二氧化碳含量增多，会引起“温室效应”。
提分宝典：
【方法提炼】
二氧化碳的用途和性质之间的关系
二氧化碳的物理性质和化学性质，决定了二氧化碳的用途。
性质 内容 用途
化学性质 二氧化碳溶于水形成碳酸 制碳酸饮料
二氧化碳参与的光合作用 用于温室肥料
二氧化碳能与氢氧化钙等物质反应 用作工业原料
化学性质、物理性质 二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大 用于灭火
物理性质 干冰升华吸热 制冷剂、人工降雨、舞台烟雾
化学新视角：
“屠狗洞”的秘密
在意大利某地有个奇怪的山洞，人走进这个山洞安然无恙，而狗走进洞里就一命呜呼，因此，当地居民就称之为“屠狗洞”，迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。
为了揭开“屠狗洞”的秘密，一位名叫波尔曼的科学家，来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找，始终没有找到什么“屠狗妖”，只见岩洞的倒悬许多的钟乳石，地上丛生着石笋，并且有很多从潮湿的地上冒出来。波尔曼透过这些现象，经过科学的推理，终于揭开了其中的奥秘。
原来，这个由大量钟乳石和石笋构成的岩洞——石灰岩岩洞。这里，长年累月地进行着一系列的化学反应：石灰岩的主要成分是碳酸钙，它在地下深处受热分解而产生二氧化碳气体，产生出来的二氧化碳，又和地下水、石灰岩的碳酸钙反应，生成可溶性的碳酸氢钙，当含有碳酸氢钙的地下水渗出地层时，由于压力降低，碳酸氢钙分解又释放出二氧化碳，并从水中逸出，因为二氧化碳比空气重，于是就聚集在地面附近，形成一定高度的二氧化碳层。
当人进入洞里，二氧化碳层只能淹没到膝盖，有少量的二氧化碳扩散，人只有轻微的不适感觉，然而处在低处的狗，却完全淹没在二氧化碳层中，因缺乏氧气而窒息死亡，这就是“屠狗洞屠狗”而不伤人的道理。
同步练习：
（答题时间：20分钟）
1. 有一首赞美某种气体的诗，其中几句是“她营造了云雾缭绕的仙境，她驱散了炎炎夏日的暑气，她奋不顾身扑向烈火，她带给大地勃勃生机……”，诗中所赞美的气体是（ ）
A. 氧气 B. 二氧化碳 C. 氮气 D. 稀有气体
2. 在大气层中，因CO2的含量不断增加而引起“温室效应”，造成大气中CO2含量增加的主要原因是（ ）
A. 由于动植物呼吸作用增加
B. 由实验室逸出的CO2增加
C. 由于森林绿化面积迅速递减，使得自然界吸收CO2的能力降低
D. 由于大量燃烧含碳燃料
3. 有关一氧化碳和二氧化碳的说法，正确的是（ ）
A. 二氧化碳和一氧化碳性质不同，是因为碳原子排列方式不同
B. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，是因为二氧化碳显酸性
C. 一氧化碳可用于灭火，是因为一氧化碳不支持燃烧
D. 一氧化碳可用于工业炼铁，是因为一氧化碳具有还原性
4. 下列二氧化碳的用途，既跟它的物理性质有关，又跟它的化学性质有关的是（ ）
A. 灭火 B. 制干冰 C. 制化肥 D. 温室肥料
*5. 化学家创造出一种物质“干水”，其每个颗粒含水95﹪，外层是SiO2，干水吸收二氧化碳的能力比普通清水高三倍。下列有关说法正确的是（ ）
A. 干水和冰是同一种物质
B. 干水中的水分子不再运动
C. 用干水吸收CO2有助于减缓温室效应
D. 通常情况下，干水为液态
*6. 取四朵用石蕊试剂染成紫色的干燥纸花进行如下操作，能够观察到纸花变红的是（ ）
A. 喷石灰水 B. 直接喷水 C. 直接放入CO2中 D. 喷水后放入CO2中
7. 现有四种物质：①石墨、②干冰、③氮气、④酒精，请选择相应物质的序号填空：
（1）空气中含量最多的气体是 ；
（2）实验室中常用的燃料是 ；
（3）可用于人工降雨的物质是 ；
（4）可用于制铅笔芯的物质是 。
**8. 下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳，并验证其性质的的实验装置图，试根据题目要求，回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 ；装置A、B、C中的主要现象分别是：
A ；
B ；
C 。
（2）装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭， （填“能”、“不能”）说明二氧化碳的密度比空气大，理由是 。
（3）实验室用装置E来收集氢气时，氢气应从 （填“c端”或“d端”）通入。
答案：
1. B 解析：本题考查了对二氧化碳的认识。二氧化碳能灭火且是植物的光合作用的原料。
2. D 解析：造成大气中CO2含量增加的主要原因，一是产生角度考虑，二是吸收角度考虑，并且注意影响较大的方面。大量燃烧含碳燃料，可产生大量的二氧化碳，是大气中二氧化碳含量增加的主要原因。
3. D 解析：A. 二氧化碳和一氧化碳性质不同，原因是二氧化碳和一氧化碳分子的构成不同；B. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸（而不是二氧化碳）使紫色石蕊溶液变红；C. 一氧化碳具有可燃性，不能用于灭火；D. 一氧化碳具有还原性，可用于工业炼铁。
4. A 解析：二氧化碳的灭火既利用了其物理性质——密度比空气大，又利用了其化学性质——不燃烧也不支持燃烧的性质；B选项只利用其物理性质；C选项利用其化学性质；D选项利用了其化学性质。
5. C 解析：A. 由题知，干水属于混合物，其成分为水和二氧化硅，而冰的成分为水，所以干水和冰不是同一种物质。B. 分子总是在不断运动的。C. 温室效应主要是由二氧化碳引起的，干水将二氧化碳吸收，有助于缓解温室效应。D. 由于干水外层为二氧化硅，二氧化硅是一种固体物质，所以通常情况下，干水为固态。
6. D 解析：A. 石灰水溶液为碱性，遇石蕊试纸变蓝；B. 水为中性，不变色；C. 直接放入二氧化碳中，不显酸性，不能使试纸变色；D. 二氧化碳和水反应生成酸，显酸性，能使石蕊试纸变红。
7.（1）③ （2）④ （3）② （4）①
解析：（1）空气中的组成成分及体积含量如下：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%，故空气中含量最多的气体是氮气；
（2）实验室中常用的燃料是酒精；
（3）由于干冰升华时会吸热，故可用于作制冷剂和人工降雨等；
（4）石墨常用于制铅笔芯和作电极等。
8.（1）长颈漏斗 固体溶解产生大量气泡 澄清石灰水变浑浊 紫色石蕊试液变红
（2）不能 因二氧化碳直接通在了烧杯底部
（3）d
解析：（1）仪器a的名称是长颈漏斗；A中是石灰石与盐酸反应，产生大量气泡；B中是二氧化碳与氢氧化钙反应，产生浑浊现象；C中是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红色。
（2）不能说明二氧化碳的密度比空气大，因二氧化碳直接通在了烧杯底部。
（3）因氢气密度小于空气，实验室用装置E来收集氢气时，氢气应从d端通入。

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