难点4 二氧化碳-2023-2024学年沪教版九年级化学上册期中期末难点突破（含解析）

九年级化学上册期中期末难点突破
第4关二氧化碳
知识点回顾
【知识点1】自然界的碳循环
1．自然界中二氧化碳的产生：
（1）微生物的分解作用（2）生物体的呼吸作用
植物的呼吸作用（4）工业生产
2．自然界中二氧化碳的消耗：绿色植物通过光合作用，将二氧化碳转化为氧气和有机物
3．二氧化碳与人体健康的关系：当空气中的二氧化碳含量超过正常含量时，会对人群产生有害的影响，所以在人群密集的地方应注意通风换气
4．碳循环的意义：二氧化碳的产生和消耗涉及大气、水、矿物、动植物生长和人类的各种活动，二氧化碳气体在自然界中不断循环，并保持一定的含量，这对人类的生存、生活产生着重大影响
5．二氧化碳与温室效应：当大气中二氧化碳等气体的含量升高时，会增强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
【知识点练习】
自然界中碳循环、氧循环如图，下列说法正确的是（）
A．植物呼吸作用放出氧气B．化石燃料燃烧会大幅降低大气中氧气含量
C．植物光合作用可以将大气中CO2全部吸收D．碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化
【知识点2】二氧化碳的性质
1．二氧化碳的物理性质：
（1）通常情况下，无色无味的气体，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体
（2）密度比空气大，且能溶于水，1体积水约溶解1体积CO2
【物理性质用途】
（1）制汽水：
【原理】在加压的条件下将二氧化碳溶解在饮料中
（2）人工降雨：
【原理】干冰升华时需要从周围环境中吸收大量的热量，使周围的温度降低。在较低的温度下，空气中的水蒸气就会凝结成小水滴。小水滴继续聚集，就可以形成降水。
1．二氧化碳的化学性质：
（1）通常不燃烧，也不支持燃烧
（2）与水反应：H2O+CO2===H2CO3
（3）与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
（4）植物的光合作用：CO2+H2O葡萄糖+O2
【化学性质用途】
（1）灭火器
【原理】通常不燃烧，也不支持燃烧
（2）石灰浆
【原理】二氧化碳与石灰水反应，生成碳酸钙
（3）大棚中适量加入二氧化碳，提高产量
【原理】植物的光合作用，需要二氧化碳的参与
【知识点练习】
【例2】“她营造了云雾缭绕的仙景；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……”这首诗中赞美的“她”是指（）
A．二氧化碳 B．氮气 C．氧气 D．氢气
【知识点3】二氧化碳的制法
1．药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸
2．原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
3．实验装置图：
4．实验步骤：
（1）按要求组装装置
（2）检查装置气密性
（3）向装置中加入药品
（4）收集气体
（5）验满
1．收集气体：用向上排空气法
【注意】
密度比空气大的用向上排空气法；
密度比空气小的用向下排空气法；
不与水反应的用排水法收集气体；
2．气体检测：
（1）检验方法：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。
（2）验满的方法：将一根燃着的木条放在集气瓶口(不要伸入瓶内)，如果木条立即熄灭，则CO2气体已集满。
【知识点练习】
【例3】根据下列实验装置图，回答有关问题。
（1）图中标有①的仪器名称________。
（2)实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，选用的发生装置是_______（填字母），装入药品前应进行的操作是____________。若要检验生成的二氧化碳，需将发生装置与装置E和装置_________（填字母）相连，气体应从导管_________(填“a”或“b”）端通入。
难点练习
1．实验室制取二氧化碳时，下面有关操作正确的是（）
A．先检查装置的气密性，后装药品
B．先加稀盐酸，后加石灰石
C．先加石灰石，后加稀硫酸
D．把燃着的木条伸到集气瓶底部看是否收集满
2．在各一集气瓶的下列气体“①空气 ②人体呼出的气体 ③氧气 ④蜡烛燃烧产生的气体”中分别滴入数滴澄清石灰水振荡后，不能使澄清石灰水变浑浊的气体是（）
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
3．某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体具备的性质是（）
A．易溶于水且比空气的密度小 B．难溶于水且比空气的密度大
C．易溶于水且比空气的密度大 D．难溶于水且比空气的密度小
4．下列有关CO2的物理性质说法正确的是（）
A．CO2又叫干冰
B．因为CO2有毒所以不能供给人们呼吸
C．一般CO2可用来灭火，因为它不能燃烧，也不支持燃烧，且密度大于空气
D．CO2能溶于水
5．在如图所示的有关实验中，只能证明CO2物理性质的是（）
A． B．
C． D．
6．自然界碳循环如图所示。下列说法错误的是（）
A．植树造林有利于吸收大气中的二氧化碳
B．二氧化碳是最好的气体肥料
C．大气中二氧化碳含量持续偏高，会导致海洋酸化
D．同一年度中，二氧化碳的含量夏季会明显高于冬季
7．下列区别O2和CO2的方法都可行的一组是（）
①将两种气体分别通入紫色石蕊试液中
②将两种气体分别通入澄清石灰水中
③将燃着的木条分别伸入两瓶气体中
④将两种气体分别装入软塑料瓶中，各倒入一定体积的水，盖紧塞子，振荡
A．仅①②③ B．仅①②④ C．仅①③④ D．全部
8．农业科技人员向农民建议：在利用温室进行种植生产时，可向温室通入适量二氧化碳。这是因为（）
A．二氧化碳可使害虫窒息死亡从而防治病虫害
B．二氧化碳产生温室效应，从而提高室温
C．二氧化碳能灭火，施用后可防止火灾
D．施用二氧化碳可促进植物的光合作用
9．下列实验装置进行的相应实验，达不到实验目的的是（）
A．用图①所示装置除去CO2中含有的少量CO
B．用图②所示的装置测定空气中氧气的含量
C．用图③所示装置制取少量CO2气体
D．用图④所示装置进行CO2的验满
10．用下图装置进行CO2性质实验。下列说法正确的是（）
A．①证明是CO2使石蕊变红 B．②可用于检验CO2气体
C．③观察到蜡烛自上而下依次熄灭 D．①②③只能验证CO2化学性质
11．现有实验室制取气体的部分装置，请结合所学化学知识，回答有关问题：
（1）请写出图中标有字母的仪器名称：a_______b_______c_______
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，装置A还需做的一点改动是_________，请用化学式写出该反应的表达式：_____________________________；若要收集一瓶较纯净的氧气应选用的收集装置是___________。（填写字母编号，下同）
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，可用的发生装置是______，请用化学式写出该反应的表达式：_________________，其中二氧化锰起___________作用。若用D装置收集氧气，试写出验满的方法（包括操作、现象、结论）______________________。
（4）通过查阅资料得知：硫化氢（H2S）是一种有毒气体，其密度比空气大，且能溶于水，水溶液呈酸性。实验室通常用硫化亚铁（FeS）与稀硫酸在常温下通过复分解反应制得。小芳同学在实验室制取硫化氢气体，她应选择的反应的发生装置是______________，收集装置是______________。
（5）实验室制取二氧化碳反应的表达式为：_____________________________，如图F所示，向烧杯中注入二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是____________、____________。因此，二氧化碳可用于____________。
12．根据下图实验回答问题。
(1)实验 1，将点燃一段时间的蜡烛吹灭，立即倒入过氧化氢溶液，发生反应的化学方程式为______。观察到刚熄灭的蜡烛重新燃烧，说明氧气具有的性质是______。
(2)实验 2，向烧杯中倒入稀盐酸。蜡烛火焰熄灭，原因是______。
13．研究的性质，进行如下实验。
(1)A中反应的化学方程式为___________。
(2)B中能观察到的现象是___________，产生该现象的原因是___________。
(3)C中产生白色沉淀，该沉淀是___________。
14．将二氧化碳通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，观察到前者变浑浊，后者无明显现象，二氧化碳和氢氧化钠是否确实发生了化学反应 小明和其他同学一起设计了如图所示的甲、乙两个实验装置来验证。
(1)甲、乙中的现象分别是_____。
(2)小王同学认为上述实验是可行的，其共同原理是____。
(3)小余同学提出了疑问，他认为该实验还不足以证明二氧化碳和氢氧化钠确实发生了反应，其原因为____。要得到科学严谨的结论，仍利用甲装置，需补做的对比实验是_____。
15．2016年签订生效的气候变化协定《巴黎协定》要求：2030年全球CO2排放量要比2014年减少20%。根据要求回答问题：
(1)大量排放CO2，会造成的环境问题是______。
(2)要实现减排目标，需要化学吸收、富氧燃烧等“碳捕集技术”。
①化学吸收就是利用化学试剂吸收CO2。表示该技术的一个化学反应文字表达式为______；
②富氧燃烧是指用高浓度氧气替代空气进行燃烧反应，排出高浓度的CO2。木炭在氧气中燃烧的现象是______。
(3)CO2也是人类生存不可缺少的物质。举一例说明CO2在人类生产或生活中的应用。答：______。
16．某化学兴趣小组同学进行如下实验探究。实验室常用的制取气体的装置如图：
（1）仪器a的名称_____。
（2）实验室制二氧化碳的反应方程式为_____，该反应属于_____（填写基本反应类型）
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合制取氧气，选用的装置组合可以是_____，装置B中注射器的作用是_____。
（4）若用G装置收集氧气，写出验满的方法_____，用制得的氧气做铁丝燃烧实验时没看见火星四射，原因可能是_____。
（5）某同学用一定浓度盐酸与石灰石在一个密闭性良好的装置里反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊，造成此现象的可能原因：_____。
参考答案
1．A
【详解】制取二氧化碳首先是对装置气密性的检查，然后加入药品，即依次加入石灰石和稀盐酸，最后收集二氧化碳，验满时，必须将燃着的木条放在集气瓶口，所以选A．
2．C
【分析】澄清石灰水中的溶质为氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水，则澄清的石灰水中通入二氧化碳会变浑浊。
【详解】①空气中二氧化碳含量太少，不能使澄清的石灰水变浑浊，符合题意；
②人体呼出的气体中含有大量的二氧化碳，能使澄清的石灰水变浑浊，不符合题意；
③氧气无法与氢氧化钙反应，则氧气通入澄清石灰水中无现象产生，符合题意；
④蜡烛燃烧产生二氧化碳与水，则燃烧产物通入澄清的石灰水能使其变浑浊，不符合题意；故选C。
3．B
【详解】A、易溶于水且比空气的密度小，只能用向下排空气法收集，不符合题意；
B、难溶于水且比空气的密度大，既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集；符合题意；
C、易溶于水且比空气的密度大，只能用向上排空气法收集，不符合题意；
D、难溶于水且比空气的密度小，既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集；不符合题意。
综上所述：选择B。
4．D
【详解】A、二氧化碳固体叫干冰，干冰升华时要吸收大量的热，所以常被用作制冷剂，进行人工降雨，此说法正确，但不属于物理性质，A错；
B、二氧化碳不支持呼吸，因此不能供给人们呼吸，是CO2的化学性质，错误；
C、二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，是化学性质，B错误；
D、二氧化碳气体能溶于水属于二氧化碳的物理变化，二氧化碳和水反应属于化学变化，因此CO2能溶于水，属二氧化碳的物理性质，D正确。故选D。
5．D
【详解】A、盐酸与碳酸钙反应，生产的二氧化碳使右面的蜡烛由下到上依次熄灭，证明了二氧化碳密度比空气大的物理性质，同时也证明了二氧化碳不助燃不可燃的化学性质，错误；
B、瓶子变瘪，澄清石灰水变浑浊，需要通过化学变化表现出来，即验证的是二氧化碳的化学性质，错误；
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊试液变红，需要通过化学变化表现出来的，即验证了二氧化碳能与水反应的化学性质，错误；
D、二氧化碳倾倒后右端下沉，只能证明二氧化碳的密度比空气大的物理性质，正确。故选D。
6．D
【详解】A、植物光合作用利用二氧化碳和水生成有机物和氧气，则植树造林有利于吸收大气中的二氧化碳，故A正确；
B、二氧化碳是光合作用的原料，可促进植物的光合作用，利于植物生长，是最好的气体肥料，故B正确；
C、二氧化碳和水反应生成碳酸，显酸性，大气中二氧化碳含量持续偏高，会导致海洋酸化，故C正确；
D、冬季绿色植物的光合作用减弱，还需要燃烧大量的化石燃料取暖，则同一年度中，二氧化碳的含量冬季会明显高于夏季，故D不正确。故选D。
7．D
【详解】①将两种气体分别通入紫色石蕊试液中，氧气不能使紫色石蕊试液变红，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，可以区分氧气和二氧化碳，符合题意；
②将两种气体分别通入澄清石灰水中，氧气不能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，现象不同，可以区分，符合题意；
③将燃着的木条分别伸入两瓶气体中，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧的更旺，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，可以区分，符合题意；
④将两种气体分别装入软塑料瓶中，各倒入一定体积的水，盖紧塞子，振荡，氧气不易溶于水，不会使塑料瓶变瘪，二氧化碳溶于水，且能与水反应生成碳酸，使塑料瓶内压强减小，塑料瓶变瘪，现象不同，可以区分，符合题意。故选D。
8．D
【详解】A．二氧化碳不供给呼吸，只有当二氧化碳达到一定浓度时才能使害虫死亡，故A错误；B．二氧化碳含量增多会产生温室效应，是指大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，使地表与低层大气温度增高；而温室中温度升高是由于塑料薄膜能让太阳的光、热量进入，阻止冷空气进入和热量挥发，故B错误；C．二氧化碳能灭火，但在温室中施用的二氧化碳参与了植物的光合作用，不能达到用来防止火灾的目的，故C错误；D．植物光合作用需要CO2，增加CO2含量可以提高农作物产量，故D正确；答案为D。
点睛：明确二氧化碳与光合作用、温室效应之间的关系是解题关键，根据光合作用的原理：二氧化碳+水有机物和氧气，可知植物光合作用需要CO2，二氧化碳含量越多，农作物产量越高．由于塑料薄膜能让太阳的光、热量进入，阻止冷空气进入和热量挥发，从而使温室中温度升高，据此解题。
9．A
【详解】A、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，一氧化碳不与氢氧化钠反应，将混合气体通过氢氧化钠溶液，不但没有除去一氧化碳，反而除去了原物质，达不到实验目的，符合题意；
B、足量白磷燃烧，生成五氧化二磷，消耗了氧气，使装置内压强减小，在压强差的作用下，活塞移动，可通过活塞移动的距离来得出空气中氧气的含量，能达到实验目的，不符合题意；
C、通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，因为石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，能达到实验目的，不符合题意；
D、二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满，能达到实验目的，不符合题意。故选A。
10．B
【详解】A． ①不能证明是CO2使石蕊变红，是二氧化碳与水反应后生成的碳酸使紫色石蕊变红，要证明CO2使石蕊变红应做一个对比实验来证明，控制的变量是CO2。说法错误；故不符合题意；
B． ②将CO2通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊则证明是二氧化碳，可用于检验CO2气体，说法正确，故符合题意；
C．因为CO2 的密度比空气大，且CO2不能燃烧也不支持燃烧，所以③观察到蜡烛自下而上依次熄灭，说法错误，故不符合题意；
D． ③能验证CO2物理性质密度比空气大，说法错误，故不符合题意；故选B
11．试管 酒精灯 集气瓶 试管口加一团棉花 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 +O2 C B 2H2O22H2O + O2 催化 带火星的木条放在瓶口，木条复燃，证明已满 B D CaCO3 +2HCl=CaCl2 + H2O + CO2 密度比空气大 不燃烧也不支持燃烧 灭火
【详解】（1）试管是常用的反应容器，酒精灯是常用的加热仪器，集气瓶是常用的收集气体的仪器，故答案为试管；酒精灯；集气瓶；
（2）高锰酸钾在加热的时候容易升华，如果不在时管口处赛一团棉花则高锰酸钾容易跑到导管里面堵塞导管，反应的表达式为：2KMnO4K2MnO4 + MnO2 +O2，收集氧气用排水法收集较为纯净；
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气不需要加热，采用的发生装置是B装置，反应的表达式为：2H2O22H2O + O2，其中二氧化锰是催化的作用；
（4）制取硫化氢气体不需要加热，所以发生装置采用B，产生的硫化氢气体可以溶于水，且密度比水大所以采用向上排空气法，收集装置采用D；
（5）实验室制取二氧化碳采用的是大理石和稀盐酸反应，反应的表达式为：CaCO3 +2HCl=CaCl2 + H2O + CO2，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，所以二氧化碳可以用来灭火。
12．(1)
助燃性
(2)稀盐酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，而二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，使蜡烛熄灭
【解析】（1）
过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：；观察到刚熄灭的蜡烛重新燃烧，说明氧气具有助燃性；
（2）稀盐酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，而二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，实验2中产生的二氧化碳使蜡烛熄灭。
13．(1)
(2) 有气泡冒出，溶液由红色变为紫色 碳酸受热分解，从溶液中逸出
(3)
【分析】(1)二氧化碳和水生成碳酸，能使紫色石蕊试液变红，故填：CO2+H2O=H2CO3。
(2)碳酸不稳定受热易分解生成二氧化碳和水，故B中气泡冒出，溶液由红色变为紫色，故填：有气泡冒出，溶液由红色变为紫色；碳酸受热分解， CO2从溶液中逸出。
(3)二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和水，沉淀是碳酸钙，故填：CaCO3。
14．(1)甲中塑料瓶变瘪，乙中熟鸡蛋被吸到瓶内
(2)氢氧化钠和二氧化碳反应后导致装置内压强减小
(3) 有可能是氢氧化钠溶液中的水溶解了二氧化碳，导致装置内压强减小 收集与甲装置中等体积的二氧化碳，将氢氧化钠溶液换成等体积的水，对比塑料瓶变瘪程度
【解析】(1)甲、乙中二氧化碳参与反应，气体减少，压强变小，所以甲、乙中的现象分别是甲中塑料瓶变瘪，乙中熟鸡蛋被吸到瓶内；
(2)小王同学认为上述实验是可行的，其共同原理是氢氧化钠和二氧化碳反应后导致装置内压强减小；
(3)小余同学提出了疑问，他认为该实验还不足以证明二氧化碳和氢氧化钠确实发生了反应，因为对比实验，必须变量唯一性，所以其原因有可能是氢氧化钠溶液中的水溶解了二氧化碳，导致装置内压强减小。要得到科学严谨的结论，仍利用甲装置，需补做的对比实验是收集与甲装置中等体积的二氧化碳，将氢氧化钠溶液换成等体积的水，对比塑料瓶变瘪程度。
15．(1)温室效应
(2) （合理答案均可） 剧烈燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊气体
(3)灭火或人工降雨（合理答案均可）
【解析】(1)大量排放二氧化碳，会导致温室效应；
(2)①二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可用氢氧化钠吸收二氧化碳，该反应的文字表达式为：；
②木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；
(3)二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，且密度比空气大，可用于灭火；干冰是固体二氧化碳，干冰升华吸热，可用于人工降雨。
16．长颈漏斗 复分解反应 BD或BE 可以控制反应的速率 将带火星的木条放在c管端口处，观察木条是否复燃 铁丝表面的铁锈未除去或氧气不纯 盐酸的浓度过大
【详解】（1）仪器a是长颈漏斗；故填：长颈漏斗；
（2）实验室中制取二氧化碳的反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应属于复分解反应；故填：；复分解反应；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，该反应固液常温型，其中二氧化锰是一种粉末，所以选择B来制取，氧气密度比空气大，不易溶于水，所以选用的装置组合可以是BD或BE，装置B中注射器的作用是可以控制反应的速率；故填：BD或BE；可以控制反应的速率；
（4）氧气的密度比空气大，用装置G来收集氧气时，氧气从长管进入，验满时将带火星的木条放在短管端口处，观察木条是否复燃即可，用制得的氧气做铁丝燃烧实验时没看见火星四射，原因可能是：铁丝表面的铁锈未除去或氧气不纯；故填：将带火星的木条放在c管端口处，观察木条是否复燃；铁丝表面的铁锈未除去或氧气不纯；
（5）实验室要制取CO2，取一定浓度盐酸与石灰石在一个密闭性良好的装置里反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊，可能是因为盐酸的浓度过大，故填：盐酸的浓度过大。