培优学案：6.3 大自然中的二氧化碳

课题3大自然中的二氧化碳
学科素养构建
必备知识
关键能力
素养提升
1、二氧化碳的循环及对环境的影响
2、二氧化碳的制取
3、二氧化碳的性质和用途
1、了解自然界中产生和消耗二氧化碳的途径，知道大气中二氧化碳的含量保持稳定的意义。
2、掌握二氧化碳的性质，培养利用所学知识分析问题、解决问题的能力。
3、通过实验、探究等活动，学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。
1、了解二氧化碳对生命活动及人类生存环境的重要性。
2、培养分析问题的辩证思维能力。
3、养成良好实验操作习惯。
教材全面解读
知识点1、大自然中二氧化碳的循环
1、二氧化碳的循环
⑴产生途径：人和动植物的呼吸、矿石燃料的燃烧、微生物的分解作用等。
⑵消耗途径：植物的光合作用等。
2、大气中二氧化碳的变化趋势
3、大气中二氧化碳含量过高的危害
⑴CO2对人体健康的影响
⑵温室效应
①概念：当大气中的二氧化碳或某些其他气体的含量升高时，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，使地球的平均气温上升，这就是所谓的“温室效应”
②产生原因
煤、石油、天然气消耗量急剧增加，向空气中排放大量的二氧化碳，森林遭到破坏，使二氧化碳的吸收量减少，从而造成空气中的二氧化碳含量不断上升。
③危害
两极冰川融化，海平面上升淹没部分沿海城市；
土地沙漠化，农业减产。
4、减少二氧化碳的排放量的措施
⑴减少使用化石燃料，开发利用清洁能源
⑵植树造林，禁止滥砍滥伐
【核心笔记】见原书219页
【教材栏目解析：课本132页活动天地】
见原书218页、
【教材栏目解析：课本133页交流共享 】
见原书219页
【猜一猜】
农民伯伯说我是“植物粮食”；
消防官兵赞美我是“灭火先锋”；
环境学家却指责我是——
造成全球变暖的罪魁祸首。
【拓展】
1、冬季二氧化碳含量高的原因：
①植物的光合作用弱、吸收二氧化碳减少
②化石燃料燃烧量大，排放二氧化碳量比夏季高，
③冬季降雨量小。
2、二氧化碳逐年增加的原因：
工业化程度的提高，加快了二氧化碳的排放
【警示】
温室效应会导致冰川融化，海平面上升
【总结】
节能减排，增大植被面积，是维持二氧化碳平衡的有效措施。
【典例精讲】
考查角度1：自然界中二氧化碳的循环
例1： （2018·潍坊）如图是自然界中碳、氧循环简图（X为H2CO2，Y为C6H12O6）。下列说法不正确的是（　　）
A．图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B．图二中可实现有机物与无机物的相互转化
C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
【命题立意】本题主要考查自然界中产生二氧化碳和消耗二氧化碳的途径。
【解析】A、图一中转化1水与二氧化碳发生反应的化学反应方程式为 CO2+H2O=H2CO3；不是酸雨形成的主要原因，酸雨是二氧化硫溶于水造成的，故错误；
B、图二中是自然界中碳、氧循环的重要反应，可实现有机物与无机物的相互转化，故正确；
C、绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，故正确；
D、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的稳定，故正确。
【答案】A。
【解法指导】消耗二氧化碳途径有水的吸收，植物的光合作用，产生二氧化碳的主要途径：动植物呼吸、含碳燃料的燃烧。
【迁移训练】
1、（2018·泰安）“水循环”、“氧循环”和?“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问?题:?
(1)从物质变化及分子角度看，三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别，这种循环主要是由____________的运动引起的;
(2)用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是___(填字母序号);
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.?微粒观:绿色植物的作用是使自然界?中的氧原子总数增加
(3)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图中消耗二氧化碳的途径有___(填数字序号)。近年来，大气中二氧化碳含量增加，导致温室效应，因此人类要积极采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对平衡;
(4)为解决日益加剧的温室效应，有科学家提出”绿色自由”构想:把CO2含量高的气体用氢氧化钠溶液吸收，然后再通过化学反应在分解池内放出二氧化碳进入合成塔，在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇(CH3OH)和水。写出该反应的化学方程式_____________。
考查角度2：减少二氧化碳排放的措施
例2：（2018?嘉兴）二氧化碳气体既是温室效应的元凶，又是一种潜在的碳资源。实验室里，科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷(一种简单有机物)在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前，以下不是科学家重点考虑的问题是
A. 如何提高催化剂的催化效率 B. 新型塑料是否可降解
C. 新型塑料的化学性质是否稳定 D. 新型塑料生产是否影响碳循环
【命题立意】将二氧化碳做为资源进行转化，减少二氧化碳的排放，解决环境问题，同时又获得有用的物质。菁优网版权所有
【解析】A. 提高催化剂的催化效率，会提高二氧化碳塑料的产率，降低生产成本，是科学家重点考虑的问题； B. 新型塑料是否可降解，会涉及到生产对环境污染的问题，是科学家重点考虑的问题；C. 新型塑料的化学性质是否稳定，会影响到塑料的使用价值和生产的价值问题，是科学家重点考虑的问题； D. 生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气（O2），新型塑料生产不会影响碳循环，不是科学家重点考虑的问题。
【答案】D
【解法指导】二氧化碳既是温室效应的元凶，又是一种重要的原料，利用二氧化碳在一定条件下可生产许多物质。
【迁移训练】
2、（2018·烟台）2018年5月1l日，人民日报报道：中国科技大学曾杰教授研究团队发现新型催化剂，把CO2与H2高效转化为清洁液体燃料甲醇，实现了“人工碳循环”。如图为某科研小组设计的利用化学链燃烧产生的高浓度CO2制备甲醇的流程图，据图回答：
（1）图1是利用镍（Ni）进行化学链燃烧的流程图。与传统的燃料燃烧方式相比，化学链燃烧排放的CO2浓度高，易于收集。
①空气反应器中，金属镍与氧气在一定条件下燃烧生成氧化镍（NiO）；燃料反应器中发生的部分化学反应如下：Ⅰ．H2+NiONi+H2O；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中属于置换反应的是　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），反应Ⅱ中发生还原反应的物质是　 　。
②与CO、H2直接在空气中燃烧相比，化学链燃烧排放出的CO2浓度更高的原因是　 　。
（2）图2是利用高浓度CO2制取甲醇的流程图：吸收池内，饱和碳酸钠溶液吸收高浓度CO2生成碳酸氢钠；分解池内，碳酸氢钠受热分解放出CO2；合成塔内，利用新型催化剂，CO2与H2反应生成甲醇（CH4O）与水。
①吸收池内生成碳酸氢钠的化学方程式是　 　。
②合成塔内生成甲醇的化学反应中，参加反应的H2与CO2的质量比是　 　。该反应中，原料H2的理想来源是　 　。如果将来H2的制取技术取得突破，“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是　 　（答出一条即可）。
3、（2018?安徽）为实现二氧化碳的绿色利用，科学家用固碳酶作催化剂设计了如下转化过程。下列有关说法正确的是
A. 反应①的化学方程式为CO2+C=CO B. 固碳酶在反应前后化学性质发生变化
C. X的化学式为CH2 D. 该过程实现了无机物向有机物的转化
知识点2、二氧化碳的制取和性质
1、二氧化碳的制取
工业制取：高温煅烧石灰石
CaCO3CaO+CO2↑
2、二氧化碳的实验室制取
Ⅰ、制取方法的探究
⑴、可供选择的原料有：
石灰石（主要成分CaCO3）
碳酸钠粉末（Na2CO3）
稀盐酸（有效成分HCl）
稀硫酸（有效成分H2SO4）
【结论】常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳
反应原理：
Ⅱ、实验室制取二氧化碳的装置
⑴
注意事项：
⑴长颈漏斗必须液封：防止气体从长颈漏斗口逸出
⑵导管应略露出橡皮塞：便于排出气体
导管应接近集气瓶底部：能充分排走集气瓶中的空气
Ⅲ、操作步骤
⑴组装仪器
⑵检验装置的气密性
关闭止水夹，从长颈漏斗向锥形瓶中加水，至水面没过长颈漏斗下端；一段时间后若长颈漏斗中液面不再下降，说明装置气密性良好。
⑶装药品
⑷收集气体：二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，通常用向上排空气法收集。
⑸验证和验满：
2、二氧化碳的性质
⑴、二氧化碳的物理性质
【实验一】①向烧杯中通入二氧化碳气体，充满空气的气球会上浮，说明二氧化碳的密度比空气的大。
②向集满二氧化碳的饮料瓶中注入约1／3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察到塑料瓶变瘪。说明二氧化碳能溶于水，所以瓶内压强减小，导致瓶子变瘪。
3、二氧化碳的化学性质
⑴二氧化碳不支持呼吸
⑵二氧化碳不可燃、不助燃
【实验二】将两支高低不同的燃着的蜡烛，倒入二氧化碳，
现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭
原因：1.二氧化碳不能燃烧；
2.不支持燃烧；
3.密度比空气大。
⑶二氧化碳和水反应生成酸。
【实验三】
用紫色石蕊试液浸泡纸花，晾干后得到紫色的纸花。
(I) 向紫色纸花上喷洒稀盐酸，纸花呈红色。该实验证明，石蕊遇酸变红色。
(II) 向紫色纸花上喷水，纸花不变色。证明水不能使纸花变红色。
(III) 将纸花放入盛有干燥二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色。证明二氧化碳不能使石蕊变色。
(IV ) 在纸花上喷水，再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，紫花变红色。
【结论】
该实验说明二氧化碳和水反应生成酸。这种酸是碳酸
⑷能使澄清石灰水变浑浊,
用途：检验CO2的存在。
【教材栏目【解析】136页 挑战自我】
3答案：⑴、石灰浆的主要成分是氢氧化钙，和空气在的二氧化碳反应，
，
由于生成水，所以又会出现水珠。
⑵石灰水的溶质是氢氧化钙，长期放置时，会生成碳酸钙而附着在试剂瓶内壁，碳酸钙不溶于水，所以用水不能去除，能与盐酸反应生成易溶于水的氯化钙，因此可用盐酸将碳酸钙除掉。
【核心笔记——易错点津】
1、二氧化碳溶于水，是物理变化；二氧化碳和水反应是化学变化。
2、将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，是生成的碳酸使紫色石蕊试液变红，不是二氧化碳使紫色石蕊试液变红。
3、二氧化碳和一氧化碳都能使人和动物死亡，其中二氧化碳是不能供给呼吸，一氧化碳是因为有毒。
4、干冰不是冰，是固体二氧化碳。
【拓展】
1、选择药品的条件是：
价廉易得，反应速率适中，无毒无害。
气体便于收集，制得的气体纯度高，符合实验的需要；
装置简单，操作简便、安全。
如：
2、不能用下列物质制取二氧化碳原因：
⑴稀硫酸与大理石（或石灰石）
虽然该反应能生成二氧化碳：
CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑
但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石表面，形成一层薄膜，使大理石与酸不能接触，反应难以进行。
⑵碳酸钠粉未的表面积很大，与盐酸接触面积大，反应速度很快，不易控制
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
⑶浓盐酸
因为浓盐酸有强烈的挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯。
3、关于收集较纯的二氧化碳的处理
碳酸氢钠溶液用于吸收氯化氢气体；浓硫酸用于干燥二氧化碳。
【拓展】装置的演变
【试一试】
将实验三所得红花放在酒精灯火焰上稍烤一会，红色又变紫色色。说明酸性物质已消失。这是因为碳酸很不稳定，受热极易分解。
【拓展】
【警示】
入菜窖前应做灯火试验；进入山洞时选择火把比手电筒好；选择火把能检验出CO2含量多少，防止人因缺氧而窒息。
【拓展】
【常识】
长期使用的热水瓶内壁，会附着较多的水垢（主要成分为碳酸钙），既不卫生还会对人体造成一定影响。可加入适量的食醋（含有醋酸）除之，同时还会产生二氧化碳气体。
【材料】
通常我们的油漆，都是具有挥发性的有机溶剂。涂上油漆后，溶剂就挥发出来，挥发的时间较长，而且还给环境造成污染，污染物中有许多有毒气体和致癌物。美国一家公司研制出一种用二氧化碳做溶剂的油漆，克服了常用尤其给人带来的危害。二氧化碳是气体，不能做溶剂。他们采用的办法是：在一定温度下增大压力，使二氧化碳处于气态与液态相互转变的一种状态。这样，就可做溶剂使油漆溶解。所用二氧化碳是合成氨厂、炼油厂的副产品，并不需要制取。使用二氧化碳喷漆，干得快，光泽好，不会产生有毒污染。
【典例精讲】
考查角度1：二氧化碳的物理性质
例3如下装置，只能探究二氧化碳物理性质的是：
【命题立意】二氧化碳的常见物理性质：密度比空气的大，能溶于水。
【答案】C
【解析】A中能证明CO2不能燃烧,不支持燃烧的性质和密度大于空气密度的性质;B中证明CO2能与水反应生成碳酸使紫色石蕊试液变红色;C中证明CO2的密度大于空气密度的性质,D中证明CO2与石灰水反应,使瓶内压强变小,塑料瓶变瘪。
【解法指导】二氧化碳的密度比空气的大，不可燃不助燃，能与水反应生成碳酸使紫色石蕊试液变红，能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀使澄清石灰水变浑浊。
【迁移训练】
4、二氧化碳的下列用途只利用了其物理性质的是（ ）
A．二氧化碳能用作灭火剂 B．干冰能用于人工降雨
C．二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料
D．二氧化碳用作气体肥料
考查角度2：二氧化碳化学性质的考察
例4：（2018·广安）某实验小组在做“用澄清石灰水检验二氧化碳”?的实验时，发现一个有趣的实验现象:
试管中浑浊现象为何消失?实验小组的同学对此实验进行了下列探究活动:
(1)根据已学知识，实验小组对CO2使澄清石灰水变浑浊的现象作出了合理的解释，其化学方程式为____________________。
(2)【查阅资料】
①碳酸盐一般不溶于水。?如碳酸钙不溶于水。
②碳酸钙能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，碳酸氢钙易溶于水。
③碳酸氢钙受热易分解，生成碳酸钙、二氧化碳、水。
从物质组成角度分类，碳酸氢钙应属于( )。
A.?氧化物?? B.?酸?? C.碱? ?D.盐
写出碳酸氢钙受热分解的化学方程式__________________。
(3)【提出问题】碳酸氢钙能与哪些物质反应呢?
(4)【假设与猜想】猜想I:能与盐酸反应
猜想lI:能与氢氧化钠反应
……………
(5)【设计实验并验证】
实验步骤????
实验现象
结论
实验一:取丙中少量液体于试管中，滴加稀盐酸
有_________生成??
猜想I成立
实验二:取丙中少量液体于试管中，滴加氢氧化钠溶液
?有白色沉淀生成
猜想II成立
实验三:取丙中少量液体于试管中，加热
澄清液体又变浑浊
验证了资料描述
?根据验证实验写出碳酸氢钙与盐酸反应的化学方程式____________。
(6)【讨论与反思】
该实验小组在实验中发现问题，并对问题进行不断探究。他们不但发现了新的物质，还了解了它的一些性质，并对生活中煮沸可以降低水的硬度、水垢的形成以及自然界中溶洞与钟乳石的形成有了更进一步的认识。

【命题立意】考察二氧化碳、碳酸钙的化学性质，及二者之间的相互转化。
【答案】 (1). CO2+?Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O (2). D (3). Ca(HCO3)2?CaCO3↓+H2O+CO2↑ (4). 气泡 (5). Ca(HCO3)2+?2HCl==CaCl2+?2H2O+2CO2↑
【解析】（1）二氧化碳通入氢氧化钙溶液中后二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故澄清石灰水变浑浊，反应方程式为CO2+?Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O；
（2）氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，酸是由氢离子和酸根离子构成，碱是由金属离子和氢氧根离子构成，盐是由金属离子和酸根离子构成，碳酸氢钠是由钠离子和碳酸氢根离子构成，故碳酸氢钠是盐，故选D；碳酸氢钙在加热的条件下分解生成碳酸钙、二氧化碳和水，反应方程式为Ca(HCO3)2?CaCO3↓+H2O+CO2↑；
（5）碳酸氢钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故现象为有气泡冒出；反应方程式为Ca(HCO3)2+?2HCl==CaCl2+?2H2O+2CO2↑。
【解法指导】通常利用澄清石灰水检验二氧化碳，原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，熟悉各类物质组成特点并进行准确判断。
考查角度3：二氧化碳的制取
例5：（2018?齐齐哈尔）在实验室中利用下列仪器进行制取气体的实验，请回答下列问题:

(1)写出标号仪器的名称：D______,H____________。
(2)利用图中仪器可以制取二氧化碳，你选择的仪器是_______(填字母，按字母顺序排列)，所用药品是_______。
(3)若用装置I收集氧气，气体应从_______端导管进入(填“左”或“右”)。
【答案】 (1). 酒精灯 (2). ?长颈漏斗 (3). ABGH (4). 大理石(或石灰石)和稀盐酸 (5). 右
【解析】 (1)标号仪器的名称：D酒精灯，H长颈漏斗；(2)制取二氧化碳是用大理石(或石灰石)和稀盐酸在常温下反应，二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，故选择的仪器是ABGH；(3)由于氧气的密度比水小，故若用装置I收集氧气，气体应从右端导管进入。
【迁移训练】
5、（2018·临沂）23.天然溶洞中形态各异的石笋和钟乳石形成的过程中发生了一系列变化，其中一个化学反应是:?CaCO3+X+H2O=Ca(HCO3)2。
(1)?X的化学式是_______。
(2)已知碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]易溶于水。向一定量的澄清石灰水中通入二氧化碳，澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式是_______，继续通入二氧化碳，又会发现其变澄清，因为_______ (用文字描述)。
6、为了探究二氧化碳的性质，小明同学进行如右图所示的实验。实验中发现较低处的蜡烛先熄灭，高处的蜡烛后熄灭。 （1）通过本实验可以得出以下两个结论：①________?；②________?。（2）CO2不能供给呼吸，本身无毒但浓度过高时会使人窒息死亡。这就告诫我们要进入地窖及其他一些通风设施不完备的场所应借助________?检查室内中CO2浓度，以确保人身安全。
7、（2018?龙东）实验室中有下列仪器：
（1）填写标号仪器名称：⑦　 　；
（2）实验室制取CO2并欲得到平稳的气流，应选择发生装置仪器的组合为　 　（选择一套，填序号），当用如图2装置收集CO2气体时，气体应从　 　（填“a”或“b”）端进入，写出检验CO2的化学反应方程式　 　；
知识点3、二氧化碳的用途
3、二氧化碳的用途
二氧化碳的性质决定了二氧化碳的用途
【教材栏目解析】
见原书221页
【典例精讲】
考查角度1：二氧化碳的用途
例6、（2018·乐山） 对“大棚”农作物施用“汽水”(碳酸溶液)，是近年来在种植生产中兴起的一种新方法。对于其作用的下列几种叙述：①加速植物光合作用;②冬天有助于农作物“防冻”;③有利于改良碱性土壤，调节pH; ④可促进土壤中的Ca2+、Mg2+被植物吸收。其中正确的是（ ）
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．全部
【答案】D
【解析】①因为碳酸受热时分解为二氧化碳和水，二氧化碳从水中逸出，二氧化碳与水都为光合作用的原料，故可加速光合作用进行，正确；②因为碳酸受热时分解为二氧化碳和水，二氧化碳浓度增大形成温室效应，故有助于农作物“防冻”，正确；③碳酸显酸性，可以调节土壤的酸碱性，利于植物生长，正确；④碳酸溶液会电离出氢离子和碳酸氢根离子，进而可以形成碳酸氢钙和碳酸氢镁，而植物主要以离子形式吸收矿质元素，正确。故选D。
【命题立意】本题考查对灭火原理知识的理解，并灵活应用到现实生活以及实际解题当中。菁优网版权所有
【解法指导】二氧化碳是光合作用的原料，能与水反应，常用来制取汽水，密度比空气的大、不可燃不助燃，常用于灭火。
【迁移训练】
8、（2018·杭州）CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题:
(1)2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池，放电时该电池“吸收CO,2”，充电时该电池“放出CO2”。放电时，金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐，写出此反应的化学方程式_________。
(2)2018年5月，某杂志介绍了我国的项研究成果：在一种新催化剂作用下可实现二氧化碳高效转化为甲醇，相关反应如图所示，参加反应的甲和乙的分子个数之比为_________。
典型考题精析
考点分析
1、二氧化碳的性质、制取二氧化碳的发生装置和收集装置的选择试中考的高频题，常见题型为实验题。
2、二氧化碳的验满、物理性质有时也出现在中考中，常以选择题的形式出现。
3、二氧化碳的应用和循环也常出现中中考题中常见题型为选择题。
考题精析
考点1：二氧化碳的性质和用途
例1：（2018?湘西州）下列关于CO2性质和用途描述错误的是（　　）
A．CO2既不能燃烧也不能支持燃烧 B．CO2能从一个容器倾倒到另一个容器
C．CO2不溶于水 D．CO2的固体（干冰）可作制冷剂
【解析】A、CO2既不能燃烧，也不能支持燃烧，故选项说法正确。B、在标准状况下密度为1.977g/L，约是空气的1.5倍，能从一个容器倾倒到另一个容器，故选项说法正确。C、CO2能溶于水，故选项说法错误。D、干冰升华吸热，可作制冷剂，故选项说法正确。故选：C。
[解法指导] 二氧化碳的主要物理性质有：能溶于水、密度比空气的大，化学性质有：不可燃不助燃、能与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，能和水反应生成碳酸，能进行光合作用生成有机物和氧气；主要用途有：干冰用于人工降雨或舞台云雾、灭火、气体肥料、制取饮料等。
考点2：二氧化碳实验室制法的相关问题?
例：（2018?广西）根据下列实验装置，回答问题：
(1)写出仪器a、b的名称：a_______、b_______。
(2)装置A、B均可用于实验室制取二氧化碳，能使反应随时发生或停止的装置是_______。若装置C的瓶内充满空气，正放在桌面收集O2，则气体应从_______(填“X”或“Y”)端口进入。
(3)如装置D所示，由的现象①、②说明可燃物燃烧需满足的条件是_____________________；烧杯中热水所起的作用是____________________________。
【答案】 (1). 集气瓶 (2). 长颈漏斗 (3). A (4). Y (5). 温度达到可燃物的着火点 (6). 加热、隔绝氧气
【解析】(1)仪器a是集气瓶,仪器b是长颈漏斗;(2)A装置中的钢丝可以上下移动,上移使铜粉与稀盐酸分离,反应停止,下移可以使铜粉与稀盐酸接触,反应发生,所以A装置可以控制反应的发生和停止;氧气的密度比空气的密度大,气体长进短出,即从Y端口进入;(3)铜片上的白磷燃烧红磷不燃烧,白磷和红磷都是可燃物且都与氧气接触,白磷的着火点低红磷的着火点高,说明物质燃烧需要温度达到可燃物的着火点;烧杯中的热水可以使铜片上的白磷达到着火点,也可以使水中的白磷隔绝氧气。
综合应用创新题
1、（2018?广西）下列不属于二氧化碳用途的是( )
A. 灭火 B. 制汽水 C. 人工降雨 D. 填充探空气球
2、（2018?湘西州）下列关于CO2性质和用途描述错误的是（　　）
A．CO2既不能燃烧也不能支持燃烧 B．CO2能从一个容器倾倒到另一个容器
C．CO2不溶于水 D．CO2的固体（干冰）可作制冷剂
3、（2018?广西）下列不属于二氧化碳用途的是( )
A. 灭火 B. 制汽水 C. 人工降雨 D. 填充探空气球
4、（2018?滨州）利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。垂直固定装璃管的装置末画出）来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述不正确的是（　　）
A．通过推压性注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B．利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D．该装置的左半部也可用于制取氧气
5、如图所示，若关闭II阀打开I阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；若关闭I阀打开II阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（　　） ①浓H2SO4②浓NaOH溶液③饱和NaCl溶液．
A.?①②?????????????????B.?①②③????????????????C.?只有①?????????????????D.?只有②
6、下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的是（　　）
A.?二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变蓝B.?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C.?用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳D.?干冰用于人工降雨
7、、（2018?张家界）通过一年的学习，你能运用简单的装置和方法制取某些气体。下图是初中化学常见气体的发生、收集装置，请你回答有关问题:
⑴写出图中②的仪器名称：________；
⑵实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时，应选用的发生装置是__________(选填装置序号),该反应的化学方程式________________；
⑶加热高锰酸钾制取氧气，用E装置收集氧气的适宜时间是________(选填字母)。
A.当导管口刚有气泡冒出时 B.当导管口有连续均匀气泡冒出时
8、（2018?重庆）(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验，按要求答题。
限选控制反应速率的方法：①反应物的浓度 ②反应物的状态
限选试剂：A.稀盐酸 B.浓盐酸 C.块状石灰石 D.碳酸钠溶液 E.粉末状石灰石
填写下表并回答相关问题。
实验名称
控制速率的方法
所选用的最佳试剂
灭火器反应原理
①
______和D
CO2的实验室制法
_____________
A和C
写出灭火器反应原理的化学方程式______________。
(2)已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异性。
实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如右图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2_____ (填“>”或“<”)CO2，试管内溶液变成______色。
实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2Mg+CO22MgO+C，试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，_______________________________。
9、（2018?广东）请参与下列探究实验:
【实验探究】
步骤
实验操作
实验现象
结论或解释
(1)
用玻棒分别蘸取95%的酒精、蒸馏水置于火焰上。
酒精_______，蒸馏水_______。
结论:酒精是可燃物，水不是可燃物。
(2)
在铁片两端放大小相同的硬纸片、乒乓球碎片，在铁片中间加热。
乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧。
结论:乒乓球碎片的________比硬纸片的低。
(3)
在右图中打开分液漏斗的旋塞
①溶液中产生气泡；②蜡烛火焰a_____填“先于”“后于”)b熄灭。
现象②的原因是:CO2不助燃；___________。
(4)
用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛。
①烧杯底部变黑；②蜡烛火焰d比c先熄灭。
CO2不助燃，蜡烛不完全燃烧；d?先熄灭的原因是:_______。
【拓展】堆积的面粉不容易点燃，即使少量点燃也只是小火燃烧；如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是:_______________。
10、（2018?本溪）在一次化学课上,老师提供了以下装置制取二氧化碳并验证其性质。请回答。
（1）仪器a的名称是_________________。
（2）实验室制取二氧化碳的反应原理是__________________________________(用化学方程式表示)。实验室常用A装置作为制取二氧化碳的发生装置，选择气体发生装置时，应考虑的因素有_______________________；收集二氧化碳应选择的装置是______(填字母序号)。
（3）收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢,将气体通过E装置能否达到实验目的?____________(填“能”或“否”)。
（4）用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后，试管中产生的现象是_______ 。
【参考答案】
【迁移训练】
1、【答案】 (1). 水分子 (2). AC? (3). ①⑥ (4). 3H2+CO2 CH3OH+H2O
【解析】本题通过自然界存在的三大重要循环考查了微粒的运动，质量守恒定律，常见元素的化合价的规律，化学方程式的书写等。难度不大，认真审题是解题的基础。
（1）“碳循环”中二氧化碳发生了化学变化，“氧循环”中氧气发生了化学变化；地球表面的“水循环”主要是由水分子的运动引起的，发生的是物理变化；
(2) A、每个人都要进行呼吸，吃食物，都在参与碳、氧循环，故A正确；B、碳、氧循环过程中各元素守恒，植物在光合作用时，二氧化碳中的氧元素化合价为+4价，生成的氧气中的氧元素化合价为0价，在反应过程中化合价改变，故B错误；C、在碳、氧循环中的有氧气、二氧化碳的消耗也有二氧化碳、氧气的生成，碳、氧循环利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故C正确；D、植物光合作用是化学变化，根据质量守恒定律可知，在化学变化中原子的种类、数目不变，绿色植物的作用不是使自然界中的氧原子总数增加，故D错误。故选AC；
(3)植物的光合作用消耗二氧化碳，二氧化碳溶于水消耗二氧化碳，故选①⑥；
（4）根据流程可知，在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下氢气和二氧化碳反应生成甲醇(CH3OH)和水。反应的化学方程式是3H2+CO2 CH3OH+H2O。
2、【答案】
（1）①I； NiO。②氮气等被分离出去。
（2）①Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。②3：22． 水。 减轻全球变暖（合理即可）。
【解析】：
（1）①Ⅰ．H2+NiONi+H2O，是单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物，属于置换反应；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中NiO得氧发生还原反应。所以其中属于置换反应的是 I，反应Ⅱ中发生还原反应的物质是 NiO。
②与CO、H2直接在空气中燃烧相比，由于空气中氮气被分离出去，所以化学链燃烧排放出的CO2浓度更高。
（2）
①吸收池内是碳酸钠和二氧化碳以及水反应生成碳酸氢钠，对应的化学方程式是 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。
②合成塔内生成甲醇的化学反应中，参加反应的H2与CO2的反应为
3H2+CO2=CH4O+H2O
6 44
参加反应的H2与CO2的质量比是 3：22．该反应中，原料H2的理想来源是 水。如果将来H2的制取技术取得突破，“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是 减轻全球变暖（答出一条即可）。
3、【答案】D
【解析】A、该反应方程式缺少条件，故错误；B、固碳酶是催化剂，故反应前后的质量和化学性质不变，故错误；C、由图可知，X的化学式为C2H4,故错误；D、该过程实现了无机物向有机物的转化，正确。故选D。
4、【答案】B
【解析】A、二氧化碳能灭火利用的密度比空气的大的物理性质，也利用了不可燃不助燃的化学性质；B、干冰用于人工降雨利用了干冰升华吸热的物理性质；C、二氧化碳生成碳酸饮料利用了二氧化碳能和水反应生成碳酸的化学性质；D、二氧化碳用作气体肥料是指二氧化碳是光合作用的的原料，利用的是化学性质。
5、【解答】解：（1）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式CaCO3+X+H2O═Ca（HCO3）2，反应前钙、碳、氧、氢原子个数分别为1、1、4、2，反应后的生成物中钙、碳、氧、氢原子个数分别为1、2、6、2，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2。
（2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学方程式是CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O。
继续通入二氧化碳，又会发现其变澄清，是因为碳酸钙与水、二氧化碳反应生成易溶于水的碳酸氢钙。
【答案】
（1）CO2；
（2）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；碳酸钙与水、二氧化碳反应生成易溶于水的碳酸氢钙。
6、【解析】
（1）通过倾倒二氧化碳熄灭阶梯蜡烛的实验可以得出以下两个结论：①、二氧化碳密度比空气大；②、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。
（2）CO2不能供给呼吸，本身无毒但浓度过高时会使人窒息死亡。在进入地窖及其他一些通风设施不完备的场所应借助灯火实验、火把、蜡烛等检查室内中CO2浓度，以确保人身安全。若灯火燃烧不旺或者熄灭，人就不能进入。
【答案】（1）①、二氧化碳密度比空气大；②、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。
（2）灯火实验、火把、蜡烛等。
7、【解析】（1）图中标号⑦仪器是常用仪器锥形瓶；
（2）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，不需要加热，要得到平稳的气流，则需控制反应速率，可通过分液漏斗控制液体的滴加速度，故应选择发生装置仪器的组合为：②④⑦；检验二氧化碳用澄清石灰水，该反应的化学反应方程式为：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；二氧化碳密度比空气的密度大，因此用图2装置收集CO2气体时，气体应从a端进入；
【答案】（1）锥形瓶；
（2）②④⑦ a Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；
8、【解析】由金属或铵根与酸根组成的化合物叫盐。金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐，据反应前后元素的种类不变可知该盐为碳酸钠、非金属单质为碳；据质量守恒定律可知可知反应前后原子的种类、个数不变，所以甲、乙的分子个数比1:3。
【答案】
⑴4Na+3CO2 2Na2CO3 + C
⑵1:3
综合应用创新题
1、【答案】D
【解析】A、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，正确；B、二氧化碳能和水反应生成碳酸，可以用来生产碳酸饮料，正确；C、固态的二氧化碳称为干冰，易升华，升华时会吸收大量的热，可用于人工降雨，正确；D、二氧化碳的密度比空气的密度大，一般不用来填充探空气球，错误。故选D。
2、【解析】A、CO2既不能燃烧，也不能支持燃烧，故选项说法正确。B、在标准状况下密度为1.977g/L，约是空气的1.5倍，能从一个容器倾倒到另一个容器，故选项说法正确。C、CO2能溶于水，故选项说法错误。D、干冰升华吸热，可作制冷剂，故选项说法正确。故选：C。
3、【答案】D
【解析】A、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，正确；B、二氧化碳能和水反应生成碳酸，可以用来生产碳酸饮料，正确；C、固态的二氧化碳称为干冰，易升华，升华时会吸收大量的热，可用于人工降雨，正确；D、二氧化碳的密度比空气的密度大，一般不用来填充探空气球，错误。故选D。
4、【解答】解：A、通过推压性注射器活塞，根据推压的速率可以控制进入饮料瓶内液体的量，故A叙述正确；
B、由于稀硫酸与碳酸反应生成的硫酸钙是微溶性的，利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体不可为稀硫酸，故B叙述不正确；
C、利用该装置实验时，由d处的浸有紫色石蕊试液的湿润棉花先变成红色，可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应，故C叙述正确；
D、该装置的左半部属于固液常温下反应制取气体，也可以利用该装置过氧化氢和二氧化锰制取氧气，故D叙述正确。
故选：B。
5、【答案】C
【解析】
试题分析：因为紫色小花（用石蕊溶液染成）变红，是因为其中的二氧化碳和水反应生成碳酸的原因，而浓硫酸具有吸水性，所以除掉了水后就不会反应了，因此颜色不变，同时氢氧化钠的溶液具有吸收二氧化碳的性质，所以甲内含有氢氧化钠也可以将反应改变。故选C.
6、【答案】A
【解析】A、干冰易升华，需要吸热，使周围温度降低，水蒸气变成小水滴，故A正确；B、二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，故B错误；C、石灰石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石的表面，阻止了反应的继续进行，反应会渐渐停止，故C错误；D、将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，不一定是二氧化碳，有可能是氮气，故D错误．
7、【答案】 (1). 集气瓶 (2). B (3). CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑＋H2O (4). B
【解析】（1）仪器②是集气瓶；（2）实验室制取二氧化碳选择的实验药品的状态是固体和液体，该反应在常温下即可进行，所以选择固液常温型的发生装置，即B装置；该反应是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；（3）用排水法收集气体时应等到有连续均匀的气泡产生时再收集，否则收集到的气体不纯。
点睛：选择气体发生装置的依据是反应物的状态和反应条件，选择收集装置的依据是气体的密度和溶解性。
8、【答案】(1)B (2)② (3)Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O (4)> (5)红 (6)产生淡黄色固体
【解析】(1) 灭火器灭火时，需要灭火器快速产生二氧化碳，反应物的浓度越大，反应速度越快，灭火器中选用的最佳试剂是浓盐酸和碳酸钠溶液。故选B；实验室制取CO2时需要得到平稳的气流，以便于收集，选用的最佳试剂是稀盐酸和块状的石灰石，是通过控制反应物的状态，来控制反应的速度。故选②；碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式是Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O；(2) 实验一：在相同的条件下，试管内的液面越高，溶解的量越多，气体的溶解度越大，所以相同条件下的溶解性：SO>CO2；二氧化硫、二氧化碳分别与水反应生成亚硫酸和碳酸，亚硫酸的碳酸都呈酸性，都能使石蕊溶液变红色，所以试管内溶液变成红色；实验二：CO2和SO2化学性质有相似性，根据镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式可推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，产生淡黄色固体。
9、【答案】 (1). 燃烧 不燃烧 (2). 着火点 (3). 先于 (4). CO2密度比空气大 (5). 氧气的密度较大，上方氧气含量较低 (6). “小火燃烧”的原因是：因为堆积的面粉与空气接触不充分 (7). “发生爆炸”的原因是：与空气接触面积大，燃烧比较剧烈，空气受热膨胀，发生爆炸
【解析】(1)根据酒精是可燃物，水不是可燃物解答；(2)根据乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧解答；(3)根据二氧化碳的密度比空气大解答；(4)根据氧气的密度比空气大，上方氧气含量较低解答；【拓展】根据面粉与空气的接触面积不同分析解答。(1)由于酒精是可燃物，水不是可燃物，所以能观察到的实验现象是酒精燃烧，蒸馏水不燃烧；(2)根据乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧可知，乒乓球碎片的着火点比硬纸片的低；(3)打开分液漏斗的旋塞，分液漏斗中的盐酸注入烧杯中，与烧杯中的碳酸钠溶液反应，生成二氧化碳，CO2不助燃且密度比空气大。故能观察到蜡烛火焰a先于b熄灭。(4)d?先熄灭的原因是氧气的密度比空气大，上方氧气含量较低；【拓展】“小火燃烧”的原因是因为堆积的面粉与空气接触不充分；“发生爆炸”的原因是与空气接触面积大，燃烧比较剧烈，空气受热膨胀，发生爆炸。
10、【答案】 (1). 集气瓶 (2). CaCO3+2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑ (3). 反应物的状态和反应条件 (4). B (5). 否 (6). 溶液由紫色变成红色
【解析】（1）仪器a的名称是集气瓶；（2）实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，原理是盐酸和碳酸钙常温下反应生成二氧化碳、氯化钙、水，反应方程式为：CaCO3+2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑；实验室常用A装置作为制取二氧化碳的发生装置，选择气体发生装置时，应考虑的因素有反应物的状态和反应条件：加热固体制取气体时选用固-固加热型；固体和液体常温下制取气体时，选用固-液常温型（A）；选择收集装置需考虑气体的密度、是否与空气的成分反应、气体在水中的溶解性。二氧化碳的密度比空气的大，可以用向上排空气法收集；二氧化碳能溶于水，不可以用排水法收集。收集二氧化碳应选择的装置是B；（3）收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢,若将气体通过E装置不能达到实验目的，因为氢氧化钠和盐酸、二氧化碳都能反应，即也能将二氧化碳吸收；（4）用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后，二氧化碳和水反应生成碳酸，使溶液呈酸性，使紫色石蕊试液变红，试管中产生的现象是溶液由紫色变成红色。