2025年中考化学一轮复习考点提升----二氧化碳及二氧化碳的制取

二氧化碳及二氧化碳的制取 思维导图 知识要点： 1. 二氧化碳的性质、用途及对环境的影响。 2. 二氧化碳的制取原理。 3. 实验室制取二氧化碳的发生装置、收集方法及实验的主要步骤。 一、二氧化碳的性质、用途及对环境的影响 1. 二氧化碳的物理性质。 在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无臭的气体，密度比空气 大，能溶于水，固态二氧化碳叫干冰。 2. 二氧化碳的化学性质。 （1）一般情况下，CO2不能燃烧，不支持燃烧，也不能供给呼吸。 （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，CO2+H2OH2CO3，碳酸能使紫 色石蕊溶液变为红色，不能说二氧化碳使紫色石蕊溶液变为红色；碳酸 不稳定，易分解，H2CO3H2O+CO2↑。 （3）二氧化碳的特性：能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程 式为Ca（OH）2+CO2CaCO3↓+H2O（用来检验CO2的存在）。 （4）CO2与NaOH反应：一般用NaOH溶液来吸收CO2，反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。 3. 二氧化碳在空气中虽然含量不多，但用途较广：（1）作为气体 肥料；（2）作为工业原料、食品原料，用于制纯碱、尿素和碳酸型饮 料；（3）用于灭火；（4）干冰用于人工降雨，作制冷剂。 4. 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光 透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象 叫温室效应。能产生温室效应的气体不只是二氧化碳，还有甲烷、臭 氧、一氧化二氮、氟氯代烷（商品名为氟利昂）等气体。温室效应的危 害：冰川融化和海平面上升等。减缓温室效应的措施：减少煤、石油和 天然气等化石燃料的使用，开发新能源，大力植树造林等。 二、二氧化碳的实验室制取及检验方法 1. 实验原料：石灰石（或大理石）和稀盐酸。 2. 原理：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。 3. 装置（如图所示）。 4. 收集及验满：用向上排空气法收集CO2；将燃着的木条放在集气 瓶口，若木条熄灭，则证明CO2已收集满；收集满后盖上毛玻璃片，正 放在桌面上。 5. 二氧化碳的检验：可将被检验气体通入澄清石灰水中，若澄清石 灰水变浑浊，则证明被检验的气体是二氧化碳，否则不是二氧化碳。 难点解析：（1）CO2实验室制法的原料只能选用石灰石（或大理 石）和稀盐酸，不能选用浓盐酸，因为浓盐酸有挥发性，易导致收集的 二氧化碳不纯；不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石反应生成的 CaSO4微溶于水，覆盖在大理石的表面，会阻碍反应的进一步进行。 （2）收集CO2一般不能用排水法，因为CO2能溶于水，通常用向上排空 气法收集。（3）区别二氧化碳的验满与检验：验满时利用二氧化碳不 能燃烧也不支持燃烧的化学性质，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条 熄灭，则证明CO2已收集满；检验二氧化碳不能使用燃着的木条，因为 可以使燃着的木条熄灭的、不能燃烧也不支持燃烧的气体种类很多，不 一定是二氧化碳，故需将二氧化碳通入澄清石灰水中，利用二氧化碳能 使澄清石灰水变浑浊的化学性质进行检验。 知识点一：二氧化碳的性质与用途 　小乐用如图所示的实验装置探究二氧化碳的性质。当小乐通入CO2 一段时间后，下列现象及结论中错误的是​ （ ） A. 试管①内溶液的颜色变为红色，证明CO2呈酸性 B. 试管②内溶液变浑浊，证明CO2能与澄清石灰水反应 C. 烧杯③中下面的蜡烛先熄灭，证明CO2的密度比空气大 D. 烧杯③中的蜡烛熄灭，证明CO2不可燃也不助燃 　二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色石蕊 溶液变为红色；二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊；二氧化碳的密度比空 气大，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，据此进行分析。 　二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色石蕊 溶液变为红色，试管①内溶液的颜色变为红色，说明有酸性物质产生， 不能证明CO2呈酸性；二氧化碳与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙， 试管②内溶液变浑浊，证明CO2能与澄清石灰水反应；烧杯③中下面的 蜡烛先熄灭，证明CO2的密度比空气大；烧杯③中的蜡烛熄灭，证明CO2 不可燃也不助燃。 　A 　掌握二氧化碳的物理性质、化学性质是解题的关键。 　【北京】用如图所示的实验研究CO2的性质。 （1）可证明CO2能与水反应的现象是 ⁠ ，可证明CO2的密度比空气大的现象是 ⁠ ⁠。 （2）燃着的木条熄灭，由此可得出结论：CO2具有的性质是 ⁠ ⁠。 纸花1和纸花3变红，而纸花2不 变色　 纸花3比纸花1先变 红　 不能燃 烧、不支持燃烧 知识点二：二氧化碳对环境的影响 “碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化 碳去除手段来抵消掉这部分碳排放，达到“净零排放”的目的。“二氧化 碳地质储存”被认为是当前最为现实的减排对策之一。小明在实验室模 拟“二氧化碳地质储存”的相关方法，如图甲所示（“ ”表示物质之间可 以转化）。 （1）图甲中①模拟“溶解填埋法”，将二氧化碳通入水中，能降低大气 中二氧化碳的浓度，其主要原因 是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  （2）图甲中②模拟“矿物填埋法”，小明将二氧化碳通入氢氧化钙溶液 中，反应过程的微观示意图如图乙所示，“ ”“ ”“ ”分别表示溶液中的微 粒（分子或离子），其中“ ”代表  　　　　（填微粒的符号）。 （3）下列做法中有利于实现“碳中和”这一目标的有 　　　　（填字 母，多选）。 A. 种植乔木碳中和林 B. 发展垃圾焚烧发电 C. 煤燃烧前先进行脱硫处理 D. 扩大水电等清洁能源的产业规模 E. 研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 　（1）根据图甲中①的反应过程进行分析。（2）二氧化碳 与氢氧化钙发生反应的化学方程式：CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O；结合反应原理及反应过程的微观示意图可知，“ ”代表钙离子，“ ”代表氢氧根离子，“ ”代表水分子。（3）实现“碳中和”，减少二氧化碳气体的排放，可以采用种植乔木碳中和林、扩大水电等清洁能源产业规模、研 发新工艺将二氧化碳转化为化工产品等方法。 （1）图甲中①模拟“溶解填埋法”，将二氧化碳通入水中， 能降低大气中二氧化碳的浓度，其主要原因是二氧化碳与水反应生成碳 酸。（2）二氧化碳通入氢氧化钙溶液中，发生的反应为CO2+Ca（OH） 2CaCO3↓+H2O；根据反应过程的微观示意图（如图乙所示）可知，“ ”代表钙离子，“ ”代表氢氧根离子，“ ”代表水分子。（3）种植乔木碳中和林，减少二氧化碳气体的排放，有利于实现“碳中和”；发展垃圾焚 烧发电，也会有二氧化碳气体的排放，不利于实现“碳中和”；煤燃烧前 先进行脱硫处理，减少二氧化硫气体的排放，不能减少二氧化碳气体的 排放；扩大水电等清洁能源产业规模，减少二氧化碳气体的排放，有利 于实现“碳中和”；研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品，减少二氧化 碳气体的排放，有利于实现“碳中和”。 （1）二氧化碳与水反应生成碳酸 （2）OH- （3）ADE 本题考查二氧化碳的化学性质及其对环境的影响的相关知 识，掌握学科基础知识即可解答。 　下列关于温室效应的说法中正确的是（　B　） ①温室效应有利也有弊　②温室效应的加剧是由大气层中臭氧层受到破 坏引起的　③温室效应的加剧主要是由大气中二氧化碳含量的升高引起 的　④发展太阳能、水能以代替煤、石油等燃料，可以防止温室效应的 加剧　⑤适度的温室效应能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存　 ⑥森林被称为地球之肺，所以大力提倡植树造林，可以消除温室效应 A. ①②③④⑤⑥ B. ①③④⑤ C. ①③④⑤⑥ D. ①②③④⑤ B 知识点三：二氧化碳的制取 　如图所示为常见气体的制取和收集装置，请回答问题： （1）图中可以制取氧气的发生装置有 　　　　，装置A和装置C相比， 装置C的优点是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式为 　　 　　。 （3）用装置G收集二氧化碳时，与发生装置连接的导管口为 　　　　 （填“a”或“b”），验证已收集满的方法和现象为 　　 　　。 　实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置，发生装 置只由反应物的状态和反应条件决定，收集装置须考虑生成气体的物理 性质（如溶解性、密度大小）。 　（1）图中可以制取氧气的发生装置有A、B、C，装置A和 装置C相比，装置C的优点是便于控制化学反应速率，节约药品。（2） 实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O。 （3）用装置G收集二氧化碳时，由于二氧化碳的密度比空气大，所以与 发生装置连接的导管口为b。验证已收集满的方法和现象为将点燃的木 条靠近导管口a，木条熄灭。 　（1）A、B、C　便于控制化学反应速率，节约药品　 （2）CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O　（3）b　将点燃的木条靠近导管口a，木条熄灭 　掌握气体制取装置的选择依据、反应原理及气体的性质等 是解题的关键。 　小王对“实验室制取CO2时，选用大理石（或石灰石）和稀 盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问 题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？ （1）一般不能使用大理石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 ⁠ ⁠。 （2）组装如图甲所示的实验装置并检查气密性后，取一定浓度（适 当）的稀盐酸、稀硫酸分别在图甲所示装置中与等质量的CaCO3粉末反 应，装置B、C的作用是测量CO2的体积，装置B中的液体应该具有 ⁠ 的性质。  （3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间 （t）的关系如图乙所示。实验结果：0~300 s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成 CO2的速率 （填“大”或“小”），但差距不大。 （4）根据实验结果得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制 取二氧化碳。 生成的硫 酸钙微溶于水，会附着在大理石的表面，阻止反应的进一步进行　 不溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应 大　 　某兴趣小组利用气压传感器对二氧化碳的性质进行了再探究。实 验步骤如下：①图甲所示装置的气密性良好，三只250 mL的烧瓶内收集 满CO2气体，三个注射器内各装有85 mL的液体（分别是水、饱和石灰 水、40%的氢氧化钠浓溶液），连接好装置和气压传感器。②三名同学 同时迅速将注射器内的液体注入各自的烧瓶中，关闭活塞。③一段时间 后，同时振荡烧瓶。观察气压传感器实 时传回烧瓶内气压变化的情况， 如图乙所示（曲线1、曲线2、曲线3对 应注入的液体分别为水、饱和石 灰水、40%的氢氧化钠浓溶液）。 （1）曲线1中CD段气压急速减小的原因是步骤③中“振荡烧瓶”这一操作加快了 　　　 。 （2）对比曲线2与曲线3，说明等量的饱和石灰水吸收二氧化碳的 量 　　　　（填“大于”或“小于”）40%的氢氧化钠浓溶液吸收二氧化碳 的量。  （3）对比曲线1、曲线2、曲线3，不能得出的结论是 　　　　（填序 号）。  ①CO2能与水发生反应　②CO2能与NaOH溶液发生反应　③吸收CO2用 NaOH浓溶液较合适 　二氧化碳能溶于水，二氧化碳能和水反应生成碳酸，二氧 化碳能和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水，二氧化碳能和氢氧化 钠反应生成碳酸钠和水。 　（1）曲线1中CD段气压急速减小的原因是步骤③中“振荡 烧瓶”这一操作加快了二氧化碳的溶解。（2）对比曲线2与曲线3，说明 等量的饱和石灰水吸收二氧化碳的量小于40%的氢氧化钠浓溶液吸收二 氧化碳的量。（3）①不能判断CO2是否能与水发生反应，因为二氧化碳 能溶于水；②加入氢氧化钠溶液后二氧化碳的含量急速减少，气压减小 得很明显，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应；对比曲线2与曲线3 可知，吸收CO2用NaOH浓溶液较合适。 　（1）二氧化碳的溶解　（2）小于　（3）① 　善于从图像中获得有用的信息，善于通过现象分析得出结 论。 1. 下列是CO2的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化 学性质的是（　D　） A. 人工降雨 B. 植物的光合作用 C. 制纯碱、化肥 D. 灭火器灭火 2. 【舟山】一瓶存放较长时间的石灰水，瓶内壁附有一层白膜，下列有 关说法中错误的是（　A　） A. 白膜都是氢氧化钙 B. 白膜的形成与二氧化碳有关 C. 白膜可用盐酸除去 D. 试剂使用后应及时盖上瓶塞 D A 3. 许多化学物质是一柄“双刃剑”。下列对二氧化碳的利弊评价不妥的是 （　D　） A. 大气层中二氧化碳过多会造成温室效应 B. 用“碳酸水”浇灌植物对植物的光合作用有利 C. 利用干冰可以进行人工降雨 D. 固体二氧化碳汽化吸热，可用于制造舞台烟雾 D 4. 下列分别是CO2的制取、收集、验满以及检验装置，其中能达到实验 目的的是（　D　） D A. 制取C B. 收集C C. CO2的验满 D. CO2的检验 5. 实验室制取CO2有以下六步：①检查装置的气密性；②按要求装配好 仪器；③向长颈漏斗中加入稀盐酸；④向锥形瓶中加入大理石；⑤收 集；⑥验满。正确的操作顺序是（　B　） A. ①②③④⑤⑥ B. ②①④③⑤⑥ C. ①④②③⑤⑥ D. ②③④①⑤⑥ B 6. 下列制取CO2的发生装置中能随时控制气体产生与停止的是（　C　） A. ①②③④⑤ B. ①②③⑤ C. ①②③ D. ①③⑤ C 7. 某兴趣小组的同学用如图所示的装置验证二氧化碳的性质（省略仪器 的固定装置）。 （1）实验开始后，关闭K3，打开K1、K2。装置左侧通入CO2，一段时间后 （填字母）中纸花变红，其原因为  　 ⁠ （用化学方程式解释）。同时B中短蜡烛熄灭，关闭K2，片刻后长蜡烛 也熄灭，说明CO2具有的性质是 ⁠ ⁠。 （2）关闭K1、K4，打开K3，观察到D中的现象是 ⁠ ，一段时间后再打开K4，观察到D中的现象是 ⁠ ⁠。 A　 CO2+H2O ​  H2CO3　 ⁠ 密度比空气大，不能燃烧，也不支持 燃烧　 澄清石灰水无变 化　 澄清石灰水变浑 浊　 8. 利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的 速率。如图甲所示，某同学分别倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶 中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图乙所示。 （1）图乙中曲线 （填序号）表示块状碳酸钙与稀盐酸反应。  （2）对比分析图乙中的 ⁠（填字母）点可知，气压相同时，碳 酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快。  ②　 c、d　 （3）某同学判断碳酸钙粉末产生的CO2质量多，你认为正确与否？并说 明理由。 ⁠ ⁠。 不正确；反应物的形状只影响反应的快慢，反应物的质量相 同，产生CO2的质量也相同 9. 下列四个大小完全相同的装置同时放在阳光下，过一段时间我们将观 察到（　B　） A. 四个装置U形管内a、b两端的液面没有变化 B. 四个装置U形管内b端的液面升高，且依次增大 C. 四个装置U形管内a端的液面升高，且依次增大 D. 无法判断 B 10. 如图所示为实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，下列有 关说法中错误的是（　B　） A. 实验室用过氧化氢溶液制取氧气、用大理石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置② B. 实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入 C. 实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管a进入 D. 实验室收集的氧气和二氧化碳均可按装置⑤所示临时存放 B 11. 某研究性学习小组选择合适的药品和如图所示的装置，既可制取气 体，又可验证物质的性质。下列说法中错误的是（　B　） A. 在实验室里，装置Ⅰ可用作大理石和稀盐酸制取二氧 化碳的发生装置 B. 当打开K1、关闭K2时，装置Ⅱ可用于向上排空气法收集CO2 C. 当打开K2、关闭K1时，装置Ⅲ可用于检验生成的气体是否为CO2 D. 当打开K1、关闭K2时，在装置Ⅱ中装满水，可用于收集氧气 B 【解析】在实验室里，装置Ⅰ适用于固液不加热的反应，其中分液漏斗 可以控制滴加液体试剂的速率，因此可用此装置作大理石和稀盐酸制取 二氧化碳的发生装置；二氧化碳的密度比空气大，所以当打开K1、关闭 K2时，装置Ⅱ不可以用于向上排空气法收集CO2；若小试管内盛有澄清 石灰水，当打开K2、关闭K1时，装置Ⅲ可用于检验生成的气体是否为 CO2；氧气不易溶于水，所以当打开K1、关闭K2时，在装置Ⅱ中装满 水，可用于收集氧气。 12. “碳中和”指二氧化碳等温室气体的排放总量等于吸收总量，达到“零 排放”。为此，某兴趣小组经过“前期调查、原理选择、药量测算和装置 设计”等环节，制订了二氧化碳吸收方案。 【前期调查】为分析自然界中碳排放与吸收的主要途径，小组成员经调 查绘制了自然界中部分碳循环示意图。 【原理选择】小组成员经比较分析，最终确定利用氢氧化钠吸收二氧化 碳的思路（化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O）。 【药量测算】考虑操作的便捷性、可行性，设定一次性至少吸收二氧化 碳4.4 kg，并计算了装载氢氧化钠的质量。 【装置设计】结合吸收效果等因素，小组成员设计了如图乙所示的A、B两种吸收装置。 （1）如图甲所示为小组成员绘制的碳排放与吸收示意图，其中碳排放 的途径有 ⁠。 植物的呼吸作用、动物的呼吸作用、化石燃料的燃烧 （2）根据小组设定的一次性二氧化碳吸收量的要求，在装置A中 至少需要加入多少千克氢氧化钠？ 【答案】（2）设装置A中至少需要加入氢氧化钠的质量为x。 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 80　 44 x　 4.4 kg　 ，解得x=8 kg。 （3）请选择A、B两种装置中的其中一种进行推广，并简要说明理 由： ⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 选装置A；理由：无水泵，无须耗电，节约能量；装置的结构较 简单；相同质量的固体比溶液能吸收更多的CO2（或选装置B；理由：利 用氢氧化钠溶液喷雾能增大接触面积，使吸收更加充分，未反应的氢氧 化钠还可以通过水泵循环利用，节约原料，合理即可） 13. 实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种大 理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间变 化的曲线如图所示。下列说法中错误的是（　C　） C 实验编号 药品 Ⅰ 块状大理石、10%的硫酸 Ⅱ 块状大理石、7%的盐酸 Ⅲ 大理石粉末、7%的盐酸 A. 实验Ⅲ对应的变化曲线为甲 B. 实验Ⅱ、Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C. 实验Ⅰ、Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D. 实验Ⅱ、Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的 【解析】大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、 水和二氧化碳，且大理石是粉末状时，反应速率最快，所以实验Ⅲ对应 的变化曲线为甲；实验Ⅱ和Ⅲ中选择的酸都是7%的盐酸，实验Ⅱ中是 块状大理石，实验Ⅲ中是大理石粉末，实验Ⅱ、Ⅲ对比，说明影响反应 速率的因素是固体的颗粒大小；实验Ⅰ、Ⅱ中所用酸的种类不同，没有 可比性；由题图可知，实验Ⅱ、Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是 相等的。 14. 为了提高大棚蔬菜的种植产量，给大棚补充“气肥（二氧化碳）”是 一种常用的方法。兴趣小组设计了一个二氧化碳发生器示意图（如图所 示）。在贮酸桶里可添加稀盐酸，①号桶中间有多孔塑料板，多孔塑料 板上存放块状大理石。当棚内二氧化碳的浓度低于设定值时，打开阀门 A和阀门B，将稀盐酸注入①号桶，直到浸没块状大理石，再关闭阀门 A。反应生成的二氧化碳通过管道到达大棚顶部，再排放到棚内。稀盐 酸和大理石反应的化学方程式为2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑。 （1）二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部再排放的原 因是 ⁠。 二氧化碳的密度比空气大，从顶部排放能更好地与植物接触 （2）若7.3 g HCl完全反应，则理论上可以生成多少克二氧化碳？请写出 计算过程。 【答案】设理论上可以生成二氧化碳的质量为x。 2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑ 73　　　 44 7.3 g　　 x ，解得x=4.4 g。理论上可以生成二氧化碳的质量为4.4 g。 （3）当棚内二氧化碳浓度上升到一定值，需要停止反应时，只需要关 闭阀门B，一段时间后，反应就会停止。请结合图示简要说明该装置控 制反应停止的原理： ⁠ ⁠ ⁠。 关闭阀门B，生成的二氧化碳无法导出，导致① 号桶内的气压增大，将稀盐酸压入②号桶，反应物脱离接触，反应停 止 $$