专题 04 二氧化碳的性质、用途和制取归纳 【 考 纲 要 1.掌握二氧化碳的化学性质和物理性质；了解二氧化碳的用途以及温室效应。 求 】 2.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点。 【知识网络】 无色无味的气体 物理性质 密度比空气大 能溶于水 ① 一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸 二氧化碳 化学性质 ② 与水反应生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3 碳酸能使紫色石蕊试液变红 ③能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ④ 与灼热的碳反应： C + CO2 2CO ① 药品：大理石或石灰石和稀盐酸 ② 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 实验室制法 ③装置：固液不加热型 ④ 收集方法：向上排空气法 ⑤ 验满方法：用燃烧的木条放在瓶口，木条熄灭则满 ⑥ 检验方法：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 工业制法：煅烧石灰石 CaCO3 CaO+CO2↑ 用途：灭火，光合作用，化工原料，制冷剂 【中考考点梳理】 考点一、二氧化碳的性质和用途 1.物理性质：无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水,固态二氧化碳叫做干冰。 2.化学性质: （1）一般情况下，二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸。 （2）与水反应生成碳酸： CO2+H2O=H2CO3 碳酸不稳定,易分解：H2CO3 = H2O+ CO2↑ （3）能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 该反应用于检验二氧化碳；这也是久置装石 灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。 （4）与灼热的碳反应： C + CO2 2CO （吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2 是氧化剂， C 是还原剂） 3.用途: (1)灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其 化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧）。 (2)干冰用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）。 （3）气体肥料。 （4）光合作用。 （5）化工产品的原料。 4.二氧化碳对环境的影响： ⑴ 过多排放引起温室效应。 ① 造成温室效应的主要原因：人类消耗的化石能源急剧增加，森林遭到破坏等。 ② 减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源等。 ⑵ 由于二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方要注意通风换气。 要点诠释： 1.不要将“干冰”和“冰”混为一谈。在一定的条件下（加压降温），二氧化碳气体会变成固体，固态的二氧化 碳叫“干冰”，“冰”是液态水在一定条件下变成的固态物质。 2.二氧化碳溶于水和二氧化碳与水反应在本质上是不同的，前者是二氧化碳以分子的形式存在于水中，后 者是二氧化碳与水反应生成具有酸性的物质碳酸，前者是物理变化，后者是化学变化。 3.一般情况下，二氧化碳不能支持普通的物质燃烧，特殊情况下也能支持某物质燃烧，如镁等活泼金属在 点燃的条件下，也能在二氧化碳中继续燃烧下去。 4.人在二氧化碳含量较高的环境中感到不适甚至死亡，不是因为二氧化碳有毒，而是因为二氧化碳不能供 给呼吸。当空气中二氧化碳的含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响，达到 10％会使人窒息而死亡。 考点二、实验室制取二氧化碳的方法 1.药品：石灰石与稀盐酸。 2.原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 3.装置图： 4.气体收集方法：向上排空气法（密度比空气大，能溶于水）。 5.检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则是二氧化碳气体。 6.验满方法：将点燃的木条放在集气瓶口，如木条熄灭，证明已集满二氧化碳气体。 7.二氧化碳的工业制法： CaCO3 CaO+CO2↑ 生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2 要点诠释： 实验室制取二氧化碳应注意： 1.不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸具有较强的挥发性，会使生成的 CO2 中混有氯化氢气体而不纯。 不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应后生成微溶于水的 CaSO4，CaSO4 覆盖在石灰石表面， 阻止反应的继续进行。不能用碳酸钠代替石灰石，因为 Na2CO3 易溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收 集二氧化碳气体。 2.长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗中逸散。反应器内的导管稍 露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体的导出。 3.收集时瓶口覆盖毛玻璃片，且导管应伸到接近集气瓶底部处，便于尽快排净空气，收集较纯的气体。 4.检验二氧化碳应用澄清的石灰水而不能用燃着的木条。因为使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳的特征反应， 而使燃着的木条熄灭的气体除了二氧化碳之外，还有氮气、稀有气体等。 【精讲例题】 类型一、考查二氧化碳的性质和用途 1. 下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是（ ） A．都比空气重 B．都可以用碳和氧气反应得到 C．都有还原性 D．都能和澄清石灰水发生反应 【思路点拨】知道一氧化碳和二氧化碳的性质。 【答案】B 【解析】二氧化碳密度比空气大，一氧化碳密度比空气小；二氧化碳没有还原性，一氧化碳有还原性；二 氧化碳能与澄清石灰水反应，一氧化碳不与澄清石灰水反应。ACD 都不正确，只有 B 选项是正确的。 【总结升华】本题是考查学生对一氧化碳和二氧化碳的性质的理解与区别。如果同学们能对它们的性质理 解得非常好，就可以顺利解题。 2.（山东中考）通过实验探究可获得较多的化学知识，对如图所示的实验分析错误的是（　　） A．两支蜡烛自下而上依次熄灭 B．二氧化碳不能燃烧 C．二氧化碳的密度比空气大 D．二氧化碳支持燃烧 【思路点拨】根据实验现象，下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，结合二氧化碳的物理性质与化学性 质，进行分析判断。 【答案】D 【解析】如图所示的实验，可观察到两支蜡烛自下而上依次熄灭，故 A 选项说法正确;蜡烛熄灭，说明了 二氧化碳不能燃烧，故 B 选项说法正确;两支蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，故 C 选项说法正确;蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能支持燃烧，故 D 选项说法错误。 【总结升华】本题难度不大，掌握二氧化碳的化学性质、物理性质是正确解答本题的关键。 3.下列关于二氧化碳的说法错误的是（ ） A.二氧化碳可用于制碳酸类饮料 B.干冰(固体二氧化碳)可用于人工降雨 C.常温下二氧化碳是一种有刺激性气味的有毒气体 D.大气中二氧化碳的消耗途径主要是植物的光合作用 【思路点拨】本题考查了 CO2 的用途及相关性质的掌握情况。建议大家按“性质决定用途，用途反映性质” 的规律梳理并识记 CO2 的性质和用途。 【答案】C 【解析】二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，所以二氧化碳可用于制碳酸类饮料。固体 CO2 叫做 “干冰”，其升华时会吸收大量的热，因而具有很多重要的用途；而“冰”是水的固体，二者要注意区分。 常温 下二氧化碳是一种无色无味的气体，二氧化碳浓度过高会导致人窒息死亡，但二氧化碳本身是无毒的气体。 【总结升华】CO2 的性质和用途是近年新课标中考中考查的一个热点问题，而且经常结合生活实际中遇到 的实际问题出题。在今后的学习中，要注意怎样更好的将所学的化学知识应用到生活中，解决遇到的问题。 举一反三： 【变式 1】（四川中考）氧循环和碳循环密不可分。其中属于二氧化碳转化为氧气的变化是（ A．海水吸收二氧化碳 C．绿色植物的光合作用 ） B．动植物的呼吸作用 D．化石燃料的燃烧 【答案】C 【解析】绿色植物在光照和叶绿素的作用下可将二氧化碳和水转化成有机物，并释放出氧气。 【变式 2】“雪碧”是一种无色的碳酸饮料，将少量“雪碧”滴入紫色石蕊试液中，然后再加热，溶液的颜色变 化情况是（ ） A.先变红后变紫 B.变红后颜色不再改变 C.先变无色后变红 D.先变蓝后变紫 【答案】A 类型二、考查二氧化碳的实验室制法 4.实验室制取二氧化碳可以选用的发生装置是（ ） A B C D 【思路点拨】本题考查了气体制取装置的选择。弄懂整套装置的设计原理是解题的基础。 【答案】B 【解析】二氧化碳的实验室制法是固-液常温型。所以选择 B 的发生装置，A 是固-固加热型，C 是固-液加 热型，D 反应装置有错误。 【总结升华】本题考查实验室制取二氧化碳发生装置的选择，只要掌握发生装置的选择原则就能解决此题。 选择气体发生装置时要根据反应物的状态和反应条件。 5.实验室制备二氧化碳气体的常用方法是（ ） A．煅烧石灰石 C．用石灰石与稀盐酸反应 B．点燃木炭 D．碳酸分解 【思路点拨】本题考查实验室制取二氧化碳气体这一基本考点。熟悉实验装置、原理等是解题的关键。 【答案】C 【解析】煅烧石灰石，需要高温，条件要求比较高且要消耗燃料能源；燃烧木炭生成的气体不纯，往往含 有二氧化碳、一氧化碳，甚至氧气，产物难以分离；碳酸不稳定，常温是只存在于溶液中，浓度很小，且 易分解。所以 A、B、D 均不常用。由于石灰石与稀盐酸廉价易得、常温就可反应，反应速率适中，且生 成的气体即使混有氯化氢、水蒸气，也较易除去。是实验室制取二氧化碳气体的常用方法。所以 C 正确。 【总结升华】实验室制取气体时药品选择依据是：低成本、条件易行、操作安全简单、便于控制、产物较 纯、易于分离。 6.下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（ ） A.因为二氧化碳密度比空气大，故能用向上排空气法收集 B.因为二氧化碳能溶于水，故一般不用排水法收集 C.在发生装置中加人块状石灰石和硫酸 D.因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热 【思路点拨】掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点。 【答案】C 【解析】实验室是利用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取二氧化碳的，化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。因为二氧化碳的密度比空气的密度大，所以用向上排空气法收集二氧化 碳。硫酸和石灰石发生反应时生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行，导 致不能得到大量的 CO2。所以 C 不合理。 【总结升华】二氧化碳的实验室制法是中考常考的知识点。实验室制取二氧化碳，一般选用的试剂是稀盐 酸和大理石（或石灰石），不用稀硫酸代替稀盐酸。 举一反三： 【变式 1】下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是（ ） A．干冰用于人工降雨 B．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变蓝 C．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳 D．将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 【答案】A 【变式 2】下图是化学实验中常用的几种装置。 请回答下列问题： （1）指出有编号的仪器名称：①