第5章 奇妙的二氧化碳（知识清单）化学沪教版2024九年级上册

该初中化学知识清单系统梳理了“奇妙的二氧化碳”单元内容，涵盖二氧化碳的性质与用途、实验室制法及自然界碳循环，搭建从“性质探究”到“实验制取”再到“实际应用与环境影响”的递进式学习支架。 清单以“性质-用途-制法-循环”逻辑构建知识体系，通过实验现象结论对比表、性质用途对应表等呈现，突出科学探究与实践。设易错点专项解析（如区分检验与验满）、实验试剂选择典型例题，助力学生构建化学观念，教师可据此设计分层教学，提升复习效率。

第5章 奇妙的二氧化碳 第1节 二氧化碳的性质与用途 （一）二氧化碳的性质 1．物理性质 （1） 色、态：常温、常压下，二氧化碳是一种无色气体。 （2） 密度：通常状况下，二氧化碳的密度比空气大。 （3） 溶解性：能溶于水（常温、常压下，1体积水中大约能溶解1体积二氧化碳）。在增大压强或降低温度时会使二氧化碳在一定量的水中溶解得更多。 （4） 状态变化：在高压、低温条件下可以转化为液态，甚至可转化为外形与冰相似的固态二氧化碳（称为干冰）。 2．化学性质 （1）二氧化碳与水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 实验1 将白色滤纸条用紫色石蕊溶液浸泡，取出后烘干，放入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察实验现象 纸条不变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 实验2 如图所示，打开一个汽水瓶的盖子，塞上带导管的橡皮塞（注意导管口不能插入汽水中），将导管伸入滴加了紫色石蕊溶液 的蒸馏水中，轻轻振荡汽水瓶，观察并记录实验现象 汽水瓶中有气泡冒出，试管中液体变为红色 二氧化碳与水反应生成的物质能使紫色石蕊溶液变红 CO2+H2O==H2CO3 实验3 如图所示，将实验2中的试管加热，观察并记录实验现象 试管中液体恢复到原来的紫色 新生成的物质受热易分解 H2CO3 ∆ CO2↑+H2O （2）二氧化碳不可燃也不助燃 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将集气瓶中的二氧化碳慢慢倒入烧杯中，观察并记录实验现象 燃着的蜡烛自下而上依次熄灭 一般情况下，二氧化碳不可燃也不助燃，且密度大于空气 （3）二氧化碳与澄清石灰水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将汽水中的二氧化碳通 入澄清石灰水中，观察并记录实验现象 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 3．碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙之间的转化 （1） 煅烧石灰石可以得到生石灰：CaCO3 高温 CaO+CO2↑。 （2） 生石灰与水反应可以转化为熟石灰：CaO+H2O ==Ca(OH)2 ，反应过程中放出大量的热。 （3） 氢氧化钙又可以吸收二氧化碳最终转化为碳酸钙：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。 （二）二氧化碳的用途 二氧化碳的性质 二氧化碳的用途 干冰升华吸热 作制冷剂，常用于食品的保鲜、人工增雨等 能溶于水，增大压强，溶解得更多 生产汽水等碳酸类饮料 一般不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 用来灭火 二氧化碳能与多种物质发生化学反应 重要的化工原料，常用于生产纯碱、小苏打、化肥、塑料等 二氧化碳能和水光合作用 用作气体肥料 第2节 二氧化碳的实验室制法 （一）实验室制取二氧化碳的原理 1．选择试剂：稀盐酸与块状的石灰石或大理石（主要成分均为碳酸钙） 2．反应原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。 （二）实验室制取二氧化碳的装置 1．发生装置 （1） 选择依据：反应物的状态和反应条件。 （2） 选择装置：实验室制取CO2所用反应物是固体和液体，反应条件是常温，属于固液常温型，发生装置与双氧水和二氧化锰制取O2的装置相似，如下表所示： 装置 装置特点 简易装置，可制取少量气体 使用长颈漏斗，便于添加液体（长颈漏斗下端管口应伸入液面下，防止气体逸出） 添加了多孔塑料板和止水夹，可控制反应的发生和停止 使用分液漏斗，除了便于添加液体外，还能通过活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率 2．收集装置 （1） 选择依据：气体的密度和溶解性。 （2） 选择装置：CO2能溶于水且能与水反应，不宜用排水法；CO2密度比空气大，只能用向上排空气法，如图所示。 导管伸入集气瓶时，末端必须插到集气瓶底，便于排净集气瓶内的空气，使收集的CO2更纯净。 3．制取CO2的实验操作步骤 （1） 查：连接仪器、检查装置的气密性 （2） 装：将石灰石或大理石装入锥形瓶内，并塞紧橡皮塞 （3） 定：将装置固定好 （4） 加：从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没漏斗下端 （5） 收：收集气体 （6） 验：检验气体是否收集满 4．CO2气体的检验与验满 （1）检验：将气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明该气体是CO2 （2）验满：将燃着的木条靠近收集二氧化碳的集气瓶口，若木条熄灭，证明CO2已收集满 （三）实验室制取气体的一般思路 1．制取气体的一般思路 2．制取气体的发生装置 装置类型 发生装置 注意事项 固体+固体 ∆ →气体 （固体加热型） ①试剂平铺在试管底部； ②试管口略向下倾斜，以免冷凝水倒流引起试管炸裂； ③铁夹夹在距试管口1/4~1/3处； ④导管不能伸入试管中太长，否则不利于气体排出。 固体+液体→气体 （固液常温型） ①长颈漏斗的末端必须插入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出； ②导管不能伸入试管中太长，否则不利于气体排出。 3．制取气体的收集装置 （1） 排水法：凡不易溶于水且不与水反应的气体均可以用排水法收集，如收集H2、O2等。排水法收集的气体较纯净。 （2） 排空气法：密度与空气密度相差较大且不与空气中任何一种成分反应的气体均可以用排空气法收集。排空气法收集的气体较干燥。 ①向上排空气法：所收集的气体的密度大于空气的平均密度，如CO2、O2等。 ②向下排空气法：所收集的气体的密度小于空气的平均密度，如H2等。 第3节 自然界中的碳循环 （一）自然界中的碳循环 1．二氧化碳在自然界中的循环 （1） 产生途径：人和动植物的呼吸、微生物的分解、化石燃料的燃烧等。 （2） 吸收途径：植物的光合作用。 2．二氧化碳对人体的影响 二氧化碳本身没有毒性，但空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体产生一定的影响。 （1） 人群密集的地方，应注意及时通风换气。 （2） 进入久未开启的菜窖和深井前，要检测其中的二氧化碳含量，避免损害健康。 3．温室效应 （1） 什么叫温室效应 当大气中二氧化碳等气体的含量升高时，会增加大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升，这就是温室效应。 （2） 温室效应加剧的原因 ①煤、石油、天然气的消耗量急剧增加，人类排放的二氧化碳越来越多。 ②森林因为天灾和人类的乱砍滥伐而不断减少，二氧化碳的吸收减少。 （3） 温室效应加剧的危害 ①如果地球的气温持续上升，将导致冰川融化，海平面上升，一些沿海城市会被淹没。 ②气温上升，还会使更多的水蒸气进入大气，一些富饶的土地将逐渐变成沙漠。 ③有的科学家还认为，厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、干旱、洪涝等灾害也与温室效应有关。 ④极端天气和气候事件频发还可能扩大疫病流行，危害人类健康，破坏生物多样性。 （二）碳达峰碳中和目标的实现 1．碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高点。 2．碳中和是通过植树造林、循环利用以及用技术手段对二氧化碳进行捕获与封存，达到相对“零排放”。  3．为体现中国在应对气候变化问题上的大国担当，我国宣布提高国家自主贡献力度，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。为实现我国的“双碳”目标，应从以下几个方面入手： （1） 同世界各国签署限制二氧化碳排放的国际公约，并严格执行。 （2） 减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。 （3） 促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的生产效率和使用效率。 （4） 大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林。 （5） 科学家高度关注二氧化碳的转化和综合利用，尝试运用化学原理和方法，积极研究如何使二氧化碳资源化，以促进自然界中碳的循环；寻求低成本的捕集方法，把二氧化碳转变为燃料，从而使二氧化碳在促进人类可持续发展中发挥更大的作用。 易错点01：对CO2灭火理解有误。 一般情况下，CO2不可燃，也不助燃，因此CO2可用于一般可燃物的灭火。但却能支持镁等活泼金属的燃烧。所以，由活泼金属燃烧引起的火灾不能用CO2灭火。 易错点02：误认为CO2能使紫色石蕊溶液变红。 酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红，而将CO2气体通入紫色石蕊溶液中，CO2与石蕊溶液中的水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，并不是CO2使之变红。 易错点03：误将气体的“检验”与“验满”混淆。 检验是利用气体的特性或特征现象来证明这种气体。而验满是已知这种气体，只要用简便方法，证明集气瓶中已装满此气体。如氧气可以用带火星的木条检验和验满，二者的区别在于带火星的木条所放的位置不同，检验是伸入集气瓶中，验满是放在集气瓶口处。 易错点04：在使用“多功能瓶”收集气体时不能正确判断导管的连接方向。 当使用配有双孔橡皮塞的集气瓶来收集气体时，若用排空气法收集，应结合被收集气体的密度来判断；若用排水法收集，应按“短进气、长排水”收集。 易错点05：误认为二氧化碳能使人中毒死亡。 二氧化碳能使人死亡的原因是二氧化碳不能供给呼吸，使人缺氧，二氧化碳本身无毒性。 方法01 实验室制取二氧化碳的试剂选择 【解题通法】解答此类问题，关键是理解并掌握实验室制取气体的要求：反应速率适中，原料廉价易得，便于收集。 【典型例题】实验室制取二氧化碳气体所选药品， 正确的是 A．石灰石和稀硫酸 B．石灰石和稀盐酸 C．碳酸钠和稀盐酸 D．大理石和浓盐酸 【答案】B 【解析】A、稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，阻止反应继续进行，错误； B、稀盐酸与石灰石反应速率适中，原料廉价易得，便于气体收集，正确； C、碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不便于收集，错误； D、浓盐酸挥发性强，会使制得的CO2中混有HCl气体，使CO2不纯，错误。 故选：B。 方法02 “碳达峰、碳中和”以及碳循环 【解题通法】解答这类问题的关键是理解“碳达峰、碳中和”以及碳循环。“碳达峰、碳中和”和低碳生活考查的目的一样，本质是减少二氧化碳的排放。碳循环考查二氧化碳的产生和消耗，温室效应和温室气体等。 【典型例题】我国提出在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。下列做法不利于实现“碳中和”目标的是 A．开发和利用新能源 B．积极植树、造林、种草 C．露天焚烧树叶、塑料袋 D．乘坐公共交通出行 【答案】C 【解析】A、开发和利用新能源，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”目标，不符合题意； B、积极植树、造林、种草，可以增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”目标，不符合题意； C、露天焚烧树叶、塑料袋，会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”目标，符合题意； D、乘坐公共交通出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”目标，不符合题意。 故选：C。 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $