6.3 碳达峰和碳中和（题型专练）化学新教材鲁教版九年级上册

第三节 碳达峰与碳中和 （题型突破·举一反三） 题型01 二氧化碳的物理性质 题型02 二氧化碳的化学性质 题型03 二氧化碳的实验室制取 题型04 自然界的碳循环及其意义 ▌题型01 二氧化碳的物理性质 二氧化碳的物理性质 （1）通常状况下，二氧化碳是一种　　、　　的气体，密度约为空气的1.5倍。 （2）CO₂能溶于水，1体积水约溶解1体积CO₂，增大压强溶解得更多。 （3）加压、降温可得二氧化碳固体，俗称　　，升华时吸收大量热。 项目 性质 颜色、气味 无色、无味 状态 通常为气体，加压降温可得　　（干冰） 密度 比空气大，约为空气的1.5倍 溶解性 能溶于水，1体积水约溶1体积CO₂，压强增大溶解更多 【典例1】（2026·湖南长沙·模拟预测）物质的性质决定物质的用途。如图是关于二氧化碳的实验，下列说法错误的是 A．烧杯中低处的蜡烛先熄灭 B．该实验说明具有不支持燃烧的性质 C．该实验说明的密度比空气的大 D．如果遇到火灾，我们应该直立身体逃生 【变式1-1】小明按如图进行实验，过程中观察到湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸无变化，澄清石灰水变浑浊。由该实验不能得出的结论是 A．有酸性 B．分子在不断运动 C．能与水反应 D．的密度比空气的大 【变式1-2】下列过程中一定发生了化学变化的是 A．干冰升华 B．CO2溶于水 C．比较CO2的密度 D．贮存CO2 【变式1-3】兴趣小组探究和的性质，进行了下图所示实验。请回答下列问题： (1)图A铁丝在氧气中剧烈燃烧、__________，放热，生成黑色固体，该反应的化学方程式为____________。实验中集气瓶内预先放入一些水的目的是_________。 (2)图B通入后，观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为__________。实验中，得出“能与发生化学反应”的结论，依据的现象为_______。 (3)向装置C（杠杆已调至平衡）中通入一段时间，右边乒乓球__________（填“上升”或“下降”），实验证明具有的物理性质是______________。 ▌题型02 二氧化碳的化学性质 倾倒CO2 向盛有两支燃着的高低蜡烛的烧杯中倾倒CO₂，蜡烛　　　　依次熄灭 结论：说明CO₂　　　　　　，　　　　　　　　　　　，可用于　　。 CO2的溶解性实验 向集满CO₂的塑料瓶中加水振荡，塑料瓶变瘪 结论：CO₂能溶于水，瓶内气压减小 将CO₂通入紫色石蕊试液中 结论：溶液　　，说明部分CO₂与水反应生成了　　（H₂CO₃）。 化学方程式：　　　　　　　 给反应后变红的溶液加热，溶液由红色变为　　 说明碳酸不稳定，受热分解为　　　　　　 化学方程式：　　　　　　　 将二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 结论：二氧化碳能与澄清石灰水反应 化学方程式：　　　　　　　　　　　； 【典例2】（25-26八年级下·山东泰安·期末）下列关于探究二氧化碳性质实验的说法正确的是 A．实验只能证明二氧化碳的物理性质 B．实验中紫色石蕊溶液变红，证明试管内溶液呈酸性与二氧化碳有关 C．实验中只观察到试管内石灰水变浑浊 D．实验既能证明二氧化碳易溶于水，又能证明二氧化碳极易与水反应 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】某小组用图1装置验证二氧化碳的性质，压力传感器记录三颈烧瓶内压强变化如图2。下列说法错误的是 A．按图1连接装置，将注射器活塞向外拉动，松手后活塞复原，说明装置不漏气 B．段过程中推入三颈烧瓶的澄清石灰水变浑浊 C．由图2可知，实验中先推的是注射器b的活塞 D．段发生的是碳酸钙和稀盐酸的反应 【变式2-2】化学课堂上老师演示了如图所示的几个实验，下列说法不正确的是 A．实验一的紫色石蕊纸花变蓝色 B．实验二说明二氧化碳密度比空气大 C．实验二说明二氧化碳不支持燃烧 D．实验三瓶内澄清石灰水变浑浊 【变式2-3】用下图装置进行实验。 (1)实验1，反应的化学方程式为___________。 (2)实验2，观察到蜡烛由下到上依次熄灭，由此得出的性质是________。 (3)实验3，证明二氧化碳能与水反应，需在B处放置_______。 (4)已知：通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的。 为证明与NaOH发生反应，补充了实验5，观察到实验5中气球变鼓的程度小于实验4。实验5中集气瓶里应加入___________。 ▌题型03 二氧化碳的实验室制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 　　　 反应原理 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 　　　　型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 　　　　　法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的　　　。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装　　，再加　　)。 （4）“集”：用　　　　　　收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条　　，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变　　，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到　　　　，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量　　　气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过　　　　　　　　　　除去HCl气体，再通过　　　除去水蒸气。 注意 （1）导管只需突出胶塞少许； （2）排空气法导气管应伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出； （3）若使用长颈漏斗，下端应插到液面以下形成　　；分液漏斗则不需要。 （4）检验不能用燃着的木条检验CO₂——氮气、氦气等很多气体都　　　　　，都能使木条熄灭。 【典例3】（2026·山西临汾·三模）同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳，下列说法正确的是 A．仪器⑦的名称是锥形瓶 B．仪器可选择①②④⑦⑧ C．先加稀盐酸再放碳酸钙 D．集气瓶瓶口放带火星的木条验满 【变式3-1】某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是 A．长颈漏斗可用来添加稀硫酸 B．可选用大理石和稀硫酸制取CO2 C．收集CO2的导管应伸入集气瓶底部 D．先将水注入锥形瓶液封，再检查气密性 【变式3-2】艾一中兴趣小组设计的实验装置如图所示，该装置既能制取气体，又能验证物质的性质。下列有关说法错误的是 A．该装置可控制反应速率 B．打开关闭，该装置可制取二氧化碳 C．打开关闭，集气瓶中装满水，该装置可制取氧气 D．关闭打开，试管中盛放石灰水可检验二氧化碳 【变式3-3】化学是一门以实验为基础的科学；下图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题： (1)写出下列仪器的名称：a_______； b_______。 (2)若采用大理石和稀盐酸反应来制取二氧化碳，要求可以控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是_______（填字母），若用F装置收集二氧化碳，则气体应从_______端进入（填“c”或“d”）。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，其原理是_______（用化学方程式表示）。 (3)若采用过氧化氢分解制取氧气，反应的化学方程式为_______。若用E装置来收集氧气，收集完毕的操作顺序是_______（填字母）。 A．盖上玻璃片 B．正放在实验台上 C．取出集气瓶 ▌题型04 自然界的碳循环及其意义 1.碳循环的途径 （1）碳循环是自然界中　　　　　　　的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是　　　　　　　　　　　　　　　　。碳循环包括二氧化碳的　　　　　两大途径，二者保持　　　　。 途径类别 主要途径 产生CO₂的途径 生物的呼吸作用；生物体被微生物分解；化石燃料的燃烧；海水中的弱酸分解 吸收CO₂的途径 绿色植物的光合作用；江河湖海等水体溶解二氧化碳；溶解的二氧化碳转化为碳酸盐 2.碳循环失衡的原因 （1）排放端——人类　　　　　　　　，短时间内排放远超自然循环承载能力的二氧化碳； （2）吸收端——　　　　使光合作用吸收二氧化碳的能力减弱。人类活动使排放速度远快于自然吸收速度，导致大气中二氧化碳含量持续升高。 3.碳循环的意义 维持　　　　，为光合作用提供原料；调节气候，维持适宜的温度环境；支撑海洋生态；保障人类生存。 【典例4】（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）下图为自然界中“碳循环”“氧循环”简图。下列说法不正确的是 A．碳、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 B．碳、氧循环过程中只发生物理变化 C．水循环与氧循环在变化上有本质的区别 D．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 【变式4-1】中国科学院大连化学物理研究所团队在二氧化碳加氢制甲醇（反应Ⅱ）研究中取得新进展。下图是与甲醇有关的三个反应示意图，“”表示不交叉。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ属于分解反应 B．反应Ⅱ既有助于解决“碳超标”又能“变废为宝” C．反应Ⅱ的“一定条件”是为了生成更多的甲醇 D．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中能实现循环利用的物质只有水 【变式4-2】碳中和的基本途径之一是增加对二氧化碳的吸收和转化，有人称其为“增汇”。下列有关说法不正确的是 A．二氧化碳转化为淀粉不仅能实现“增汇”，还具有很高的经济效益 B．用二氧化碳灭火可以实现“增汇” C．工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，用于生产化肥尿素，可以实现“增汇” D．碱性土壤由于富含钙离子，能够吸收二氧化碳转化为碳酸钙沉淀，该过程属于“增汇” 【变式4-3】阅读下面科普短文，依据文章内容回答下列问题： 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识，碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径，科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。 哥伦比亚大学化学团队开发出了Ni基双金属催化剂，在一定条件下，用其来催化CH4和CO2反应来制取气体燃料，有利于减少温室效应，实现“碳中和”，反应过程如图3。 (1)由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是________________。 (2)将分离聚集的CO2压入地下的过程中，分子间隔会_________(填“变大”或“变小”)。 (3)如图2，研究人员通过实验比较氨基乙酸钾、一乙醇胺和三乙醇胺等3种吸收剂对烟气中CO2脱除效果。对比图2中三条曲线，得出的结论是当烟气流速相同时，____________________的脱除率最高。 (4)根据图3信息，写出制取气体燃料的符号表达式：_________________________________________。 (5)中学生在生活中践行低碳生活理念的做法是___________________________________(任写一条)。 / 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 $ 第三节 碳达峰与碳中和 （题型突破·举一反三） 题型01 二氧化碳的物理性质 题型02 二氧化碳的化学性质 题型03 二氧化碳的实验室制取 题型04 自然界的碳循环及其意义 ▌题型01 二氧化碳的物理性质 二氧化碳的物理性质 （1）通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度约为空气的1.5倍。 （2）CO₂能溶于水，1体积水约溶解1体积CO₂，增大压强溶解得更多。 （3）加压、降温可得二氧化碳固体，俗称干冰，升华时吸收大量热。 项目 性质 颜色、气味 无色、无味 状态 通常为气体，加压降温可得固体（干冰） 密度 比空气大，约为空气的1.5倍 溶解性 能溶于水，1体积水约溶1体积CO₂，压强增大溶解更多 【典例1】（2026·湖南长沙·模拟预测）物质的性质决定物质的用途。如图是关于二氧化碳的实验，下列说法错误的是 A．烧杯中低处的蜡烛先熄灭 B．该实验说明具有不支持燃烧的性质 C．该实验说明的密度比空气的大 D．如果遇到火灾，我们应该直立身体逃生 【答案】D 【详解】A. 二氧化碳密度大于空气，会先聚集在烧杯底部，且二氧化碳不支持燃烧，因此低处的蜡烛先熄灭，说法正确； B. 蜡烛遇到二氧化碳后熄灭，可证明CO2不支持燃烧，说法正确； C. 低处蜡烛先熄灭，说明CO2先下沉到烧杯底部，可证明CO2密度比空气大，说法正确； D. 火灾时，温度较高，有毒气体、不支持呼吸的气体密度变小，会聚集在空间上方，直立身体逃生易吸入有害气体，应弯腰或匍匐逃生，说法错误。 【变式1-1】小明按如图进行实验，过程中观察到湿润的紫色石蕊试纸变红，干燥的紫色石蕊试纸无变化，澄清石灰水变浑浊。由该实验不能得出的结论是 A．有酸性 B．分子在不断运动 C．能与水反应 D．的密度比空气的大 【答案】A 【详解】A. 干燥的紫色石蕊试纸无变化，说明本身不具有酸性，使湿润的石蕊试纸变红的是与水反应生成的碳酸，该结论无法得出，符合题意。 B. 从敞口集气瓶扩散到试纸、澄清石灰水区域，证明分子在不断运动，可得出该结论，不符合题意。 C. 干燥石蕊试纸不变红、湿润石蕊试纸变红，说明能与水反应生成酸性物质，可得出该结论，不符合题意。 D. 敞口集气瓶中的可下沉到烧杯底部使澄清石灰水变浑浊，说明密度比空气大，可得出该结论，不符合题意。 故选A。 【变式1-2】下列过程中一定发生了化学变化的是 A．干冰升华 B．CO2溶于水 C．比较CO2的密度 D．贮存CO2 【答案】B 【详解】A.干冰升华无新物质生成，属于物理变化，故不符合题意； B.二氧化碳溶于水，能与水反应生成碳酸，有新物质生成，属于化学变化，故符合题意； C.比较二氧化碳的密度，无新物质生成，属于物理变化，故不符合题意； D.贮存二氧化碳，无新物质生成，属于物理变化，故不符合题意，故选B。 【变式1-3】兴趣小组探究和的性质，进行了下图所示实验。请回答下列问题： (1)图A铁丝在氧气中剧烈燃烧、__________，放热，生成黑色固体，该反应的化学方程式为____________。实验中集气瓶内预先放入一些水的目的是_________。 (2)图B通入后，观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为__________。实验中，得出“能与发生化学反应”的结论，依据的现象为_______。 (3)向装置C（杠杆已调至平衡）中通入一段时间，右边乒乓球__________（填“上升”或“下降”），实验证明具有的物理性质是______________。 【答案】(1) 火星四射 防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底部 (2) 干燥的石蕊纸条无明显变化，湿润的石蕊纸条变红。 (3) 下降 密度比空气大 【详解】（1） 铁丝在氧气中燃烧的特征现象为火星四射，反应需要点燃条件；燃烧生成的高温四氧化三铁熔融物溅落会导致集气瓶受热不均炸裂，预先放水可降温避免炸裂。 （2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶碳酸钙，因此澄清石灰水变浑浊；对照实验中干燥石蕊纸条不变色，说明CO₂本身不能使石蕊变色，湿润纸条变红说明CO₂与水反应生成了酸性物质，可证明二者发生反应。 （3） 二氧化碳密度大于空气，通入烧杯后左侧气体密度变大，乒乓球受到的浮力增大，左侧杠杆受向下的拉力减小，因此左侧上升、右侧下降，验证了CO₂密度比空气大的物理性质。 ▌题型02 二氧化碳的化学性质 倾倒CO2 向盛有两支燃着的高低蜡烛的烧杯中倾倒CO₂，蜡烛自下而上依次熄灭 结论：说明CO₂密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧，可用于灭火。 CO2的溶解性实验 向集满CO₂的塑料瓶中加水振荡，塑料瓶变瘪 结论：CO₂能溶于水，瓶内气压减小 将CO₂通入紫色石蕊试液中 结论：溶液变红，说明部分CO₂与水反应生成了碳酸（H₂CO₃）。 化学方程式：CO₂+H₂O=H₂CO₃ 给反应后变红的溶液加热，溶液由红色变为紫色 说明碳酸不稳定，受热分解为二氧化碳和水 化学方程式：H₂CO₃=CO₂↑+H₂O 将二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 结论：二氧化碳能与澄清石灰水反应 化学方程式：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O； 【典例2】（25-26八年级下·山东泰安·期末）下列关于探究二氧化碳性质实验的说法正确的是 A．实验只能证明二氧化碳的物理性质 B．实验中紫色石蕊溶液变红，证明试管内溶液呈酸性与二氧化碳有关 C．实验中只观察到试管内石灰水变浑浊 D．实验既能证明二氧化碳易溶于水，又能证明二氧化碳极易与水反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A. 该实验中蜡烛自下而上依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧（化学性质），下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大（物理性质），错误； B. 紫色石蕊试液遇到酸性溶液变红，通入紫色石蕊溶液时，溶液变红，说明试管内溶液呈酸性与二氧化碳有关，原因是二氧化碳能与水反应生成酸性的，使石蕊变红，正确； C. 该实验中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，二氧化碳被消耗，试管内气体减少，压强减小，因此该实验中除了观察到试管内澄清石灰水变浑浊，还能观察到试管内液面上升，错误； D. 该实验中软塑料瓶变瘪仅能说明能溶于水，无法证明和水发生了反应（溶解也会导致瓶内气体减少，压强减小），且不属于易溶于水、极易和水反应的物质，错误。 【变式2-1】某小组用图1装置验证二氧化碳的性质，压力传感器记录三颈烧瓶内压强变化如图2。下列说法错误的是 A．按图1连接装置，将注射器活塞向外拉动，松手后活塞复原，说明装置不漏气 B．段过程中推入三颈烧瓶的澄清石灰水变浑浊 C．由图2可知，实验中先推的是注射器b的活塞 D．段发生的是碳酸钙和稀盐酸的反应 【答案】C 【详解】A.向外拉注射器活塞时装置内气压减小，松手后活塞能复原，说明装置气密性良好，描述正确。 B.段压强下降，是因为推入的澄清石灰水和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，因此澄清石灰水变浑浊，描述正确。 C.若先推入注射器b的稀盐酸，稀盐酸与二氧化碳不反应，压强升高后不会出现大幅下降的情况，因此实验中先推的是注射器a的活塞，该描述错误。 D.段压强上升，是稀盐酸和之前反应生成的碳酸钙反应，放出二氧化碳使瓶内气体增多、压强升高，描述正确。 【变式2-2】化学课堂上老师演示了如图所示的几个实验，下列说法不正确的是 A．实验一的紫色石蕊纸花变蓝色 B．实验二说明二氧化碳密度比空气大 C．实验二说明二氧化碳不支持燃烧 D．实验三瓶内澄清石灰水变浑浊 【答案】A 【详解】A.实验一中，二氧化碳和水发生反应生成的碳酸呈酸性，能使紫色石蕊纸花变红色，而非蓝色，该说法错误。 B.实验二为阶梯蜡烛实验，倾倒二氧化碳后下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳密度大于空气，且本身不燃烧、不支持燃烧，该说法正确。 C.由分析B可知，该说法正确。 D.实验三中二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙发生反应生成难溶于水的碳酸钙白色沉淀，因此澄清石灰水变浑浊，该说法正确。 【变式2-3】用下图装置进行实验。 (1)实验1，反应的化学方程式为___________。 (2)实验2，观察到蜡烛由下到上依次熄灭，由此得出的性质是________。 (3)实验3，证明二氧化碳能与水反应，需在B处放置_______。 (4)已知：通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的。 为证明与NaOH发生反应，补充了实验5，观察到实验5中气球变鼓的程度小于实验4。实验5中集气瓶里应加入___________。 【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (2)二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大 (3)干燥的紫色石蕊试纸 (4)50mL水 【详解】（1）大理石主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，则实验1，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）实验2，观察到蜡烛由下到上依次熄灭，二氧化碳能像液体一样从一个容器倒入另一个容器，说明二氧化碳的密度比空气的密度大，二氧化碳气体没有燃烧，说明二氧化碳不燃烧，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧。所以由此得出的性质是：二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大。 （3）实验3，A处干冰升华产生二氧化碳，直接通入C中紫色石蕊溶液时，无法排除二氧化碳本身使石蕊变色的可能，因此要证明二氧化碳能与水反应，需在B处放置干燥的紫色石蕊试纸。 （4）通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的，实验4中加入的是50mLNaOH溶液，为了做对照排除“二氧化碳仅溶于水导致气球变鼓”的干扰，实验5需要控制变量，加入和NaOH溶液等体积的50mL水。 ▌题型03 二氧化碳的实验室制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3CaO+CO2↑ 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 固体加热型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 向上排空气法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到木条熄灭，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过饱和NaHCO3溶液除去HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。 注意 （1）导管只需突出胶塞少许； （2）排空气法导气管应伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出； （3）若使用长颈漏斗，下端应插到液面以下形成液封；分液漏斗则不需要。 （4）检验不能用燃着的木条检验CO₂——氮气、氦气等很多气体都不支持燃烧，都能使木条熄灭。 【典例3】（2026·山西临汾·三模）同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳，下列说法正确的是 A．仪器⑦的名称是锥形瓶 B．仪器可选择①②④⑦⑧ C．先加稀盐酸再放碳酸钙 D．集气瓶瓶口放带火星的木条验满 【答案】A 【详解】A.仪器⑦的名称确实是锥形瓶，正确。 B.实验室制取二氧化碳是大理石（碳酸钙）和稀盐酸的常温反应，不需要加热，无需选用仪器④酒精灯，错误。 C.添加药品的顺序为“先固后液”，应先加入碳酸钙固体，再加入稀盐酸，错误。 D.二氧化碳验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则说明已收集满；带火星的木条用于氧气的验满，错误。 【变式3-1】某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是 A．长颈漏斗可用来添加稀硫酸 B．可选用大理石和稀硫酸制取CO2 C．收集CO2的导管应伸入集气瓶底部 D．先将水注入锥形瓶液封，再检查气密性 【答案】B 【详解】A. 长颈漏斗可用来添加液体药品，故可用来添加稀硫酸，正确； B. 大理石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻碍反应的进一步进行，故不能选用大理石和稀硫酸制取二氧化碳，错误； C. 二氧化碳的密度比空气大，收集CO2的导管应伸入集气瓶底部，这样才能将装置内空气排尽，正确； D. 正确。 【变式3-2】艾一中兴趣小组设计的实验装置如图所示，该装置既能制取气体，又能验证物质的性质。下列有关说法错误的是 A．该装置可控制反应速率 B．打开关闭，该装置可制取二氧化碳 C．打开关闭，集气瓶中装满水，该装置可制取氧气 D．关闭打开，试管中盛放石灰水可检验二氧化碳 【答案】B 【详解】A、左侧分液漏斗可调节液体滴加速率，因此能控制反应速率，说法正确。 B、制取二氧化碳为固液不加热反应，适配左侧发生装置；二氧化碳密度大于空气，打开关闭时，无法收集，说法错误。 C、排水法收集氧气需满足“短管进气、长管排水”，若集气瓶装满水，打开关闭时，氧气从短管进入水从长管排出，可以收集，说法正确。 D、关闭打开时，生成的气体通入右侧试管，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，可完成二氧化碳检验，说法正确。 【变式3-3】化学是一门以实验为基础的科学；下图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题： (1)写出下列仪器的名称：a_______； b_______。 (2)若采用大理石和稀盐酸反应来制取二氧化碳，要求可以控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是_______（填字母），若用F装置收集二氧化碳，则气体应从_______端进入（填“c”或“d”）。通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，其原理是_______（用化学方程式表示）。 (3)若采用过氧化氢分解制取氧气，反应的化学方程式为_______。若用E装置来收集氧气，收集完毕的操作顺序是_______（填字母）。 A．盖上玻璃片 B．正放在实验台上 C．取出集气瓶 【答案】(1) 试管 锥形瓶 (2) D c (3) ACB 【详解】（1）略； （2）大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应用固液常温型发生装置，发生装置D可将大理石放在多孔隔板上，反应进行时，关闭弹簧夹，产生的气体无法排出，则装置中的压强变大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，则D装置能控制反应的开始与停止； 二氧化碳密度比空气大，应用向上排空气法收集，选择F装置后，发生装置和c段导管连接； 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故检验二氧化碳用澄清石灰水，反应的化学方程式为：； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，反应的化学方程式为：； 若用排水法进行收集，则实验结束时，先在水下盖上玻璃片，再取出集气瓶，正放到桌面上，收集完毕的操作顺序是：ACB。 ▌题型04 自然界的碳循环及其意义 1.碳循环的途径 （1）碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。碳循环包括二氧化碳的产生与吸收两大途径，二者保持动态平衡。 途径类别 主要途径 产生CO₂的途径 生物的呼吸作用；生物体被微生物分解；化石燃料的燃烧；海水中的弱酸分解 吸收CO₂的途径 绿色植物的光合作用；江河湖海等水体溶解二氧化碳；溶解的二氧化碳转化为碳酸盐 2.碳循环失衡的原因 （1）排放端——人类大量燃烧化石燃料，短时间内排放远超自然循环承载能力的二氧化碳； （2）吸收端——植被破坏使光合作用吸收二氧化碳的能力减弱。人类活动使排放速度远快于自然吸收速度，导致大气中二氧化碳含量持续升高。 3.碳循环的意义 维持生态平衡，为光合作用提供原料；调节气候，维持适宜的温度环境；支撑海洋生态；保障人类生存。 【典例4】（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）下图为自然界中“碳循环”“氧循环”简图。下列说法不正确的是 A．碳、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 B．碳、氧循环过程中只发生物理变化 C．水循环与氧循环在变化上有本质的区别 D．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 【答案】B 【详解】A.碳、氧循环通过光合作用、呼吸作用、燃烧等过程，实现和的消耗与生成，可维持二者在大气中含量的相对稳定，正确； B.碳、氧循环中的光合作用、呼吸作用、化石燃料燃烧过程均有新物质生成，属于化学变化，并非只发生物理变化，错误； C.水循环主要是水的三态变化，无新物质生成，属于物理变化；氧循环有新物质生成，属于化学变化，二者变化本质有区别，正确； D.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为有机物中储存的化学能，正确。 【变式4-1】中国科学院大连化学物理研究所团队在二氧化碳加氢制甲醇（反应Ⅱ）研究中取得新进展。下图是与甲醇有关的三个反应示意图，“”表示不交叉。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ属于分解反应 B．反应Ⅱ既有助于解决“碳超标”又能“变废为宝” C．反应Ⅱ的“一定条件”是为了生成更多的甲醇 D．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中能实现循环利用的物质只有水 【答案】D 【详解】A. 反应Ⅰ为电解水生成氢气和氧气，属于“一变多”的分解反应，表述正确； B. 反应Ⅱ是和反应制甲醇，消耗了温室气体，同时生成有工业价值的甲醇，既有助于减少碳排放，又能实现废物利用，表述正确； C. 反应Ⅱ选择“一定条件”（适宜的催化剂、温度、压强等），可以抑制副反应的发生，提高甲醇的产率，生成更多目标产物甲醇，表述正确； D. 可循环的物质除了水（反应Ⅰ消耗，反应Ⅱ、Ⅲ生成），还有（反应Ⅱ消耗，反应Ⅲ生成）等，并非只有水，表述错误； 【变式4-2】碳中和的基本途径之一是增加对二氧化碳的吸收和转化，有人称其为“增汇”。下列有关说法不正确的是 A．二氧化碳转化为淀粉不仅能实现“增汇”，还具有很高的经济效益 B．用二氧化碳灭火可以实现“增汇” C．工业上将煤燃烧产生的二氧化碳压缩封存，用于生产化肥尿素，可以实现“增汇” D．碱性土壤由于富含钙离子，能够吸收二氧化碳转化为碳酸钙沉淀，该过程属于“增汇” 【答案】B 【分析】“增汇”的核心是吸收或转化二氧化碳，降低大气中二氧化碳含量。 【详解】A.CO2转化为淀粉，既实现了CO2的固定转化，产出的淀粉也有经济价值，说法正确。 B.用CO2灭火时，原本储存的CO2会直接释放到大气中，既没有被吸收也没有被转化，不能实现“增汇”，说法不正确。 C.将煤燃烧产生的CO2封存并用于生产尿素，实现了CO2的转化利用，属于“增汇”，说法正确。 D.碱性土壤中的钙离子，吸收二氧化碳转化为碳酸钙沉淀，可以增加对二氧化碳的吸收和转化，这一过程属于“增汇”，说法正确。 【变式4-3】阅读下面科普短文，依据文章内容回答下列问题： 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识，碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径，科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。 哥伦比亚大学化学团队开发出了Ni基双金属催化剂，在一定条件下，用其来催化CH4和CO2反应来制取气体燃料，有利于减少温室效应，实现“碳中和”，反应过程如图3。 (1)由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是________________。 (2)将分离聚集的CO2压入地下的过程中，分子间隔会_________(填“变大”或“变小”)。 (3)如图2，研究人员通过实验比较氨基乙酸钾、一乙醇胺和三乙醇胺等3种吸收剂对烟气中CO2脱除效果。对比图2中三条曲线，得出的结论是当烟气流速相同时，____________________的脱除率最高。 (4)根据图3信息，写出制取气体燃料的符号表达式：_________________________________________。 (5)中学生在生活中践行低碳生活理念的做法是___________________________________(任写一条)。 【答案】(1)碳替代 (2)变小 (3)氨基乙酸钾 (4) (5)随手关灯（或步行出行、双面使用纸张、少用一次性餐具等，合理即可） 【详解】（1）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径为碳替代，占47%； （2）把CO2压入地下，是对二氧化碳气体加压压缩，压强增大，分子间间隔变小； （3）对比图2中的三条曲线，在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，氨基乙酸钾曲线对应的CO2脱除率最高； （4）根据图3可知，甲烷和二氧化碳，在Ni基双金属催化剂作用和一定条件下生成一氧化碳和氢气，符号表达式为； （5）中学生践行低碳生活理念的做法可从减少能源消耗、节约资源等方面入手，如随手关灯、步行或骑自行车上学、节约纸张等。 / 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 $ 第三节 碳达峰与碳中和（题型突破·举一反三） 题型01 二氧化碳的物理性质 【典例1】D 【变式1-1】A 【变式1-2】B 【变式1-3】(1) 火星四射 防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底部 (2) 干燥的石蕊纸条无明显变化，湿润的石蕊纸条变红。 (3) 下降 密度比空气大 题型02 二氧化碳的化学性质 【典例2】B 【变式2-1】C 【变式2-2】A 【变式2-3】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (2)二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大 (3)干燥的紫色石蕊试纸 (4)50mL水 题型03 二氧化碳的实验室制取 【典例3】A 【变式3-1】B 【变式3-2】B 【变式3-3】(1) 试管 锥形瓶 (2) D c (3) ACB 题型04 自然界的碳循环及其意义 【典例4】B 【变式4-1】D 【变式4-2】B 【变式4-3】(1)碳替代 (2)变小 (3)氨基乙酸钾 (4) (5)随手关灯（或步行出行、双面使用纸张、少用一次性餐具等，合理即可） / 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 $