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考点20 碳的氧化物-备战2022年中考化学一轮复习考点帮·学案
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这是一份考点20 碳的氧化物-备战2022年中考化学一轮复习考点帮·学案，文件包含考点20碳的氧化物-备战2022年中考化学一轮复习考点帮解析版docx、考点20碳的氧化物-备战2022年中考化学一轮复习考点帮原卷版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共44页， 欢迎下载使用。
考点20 碳的氧化物
命题趋势
中考对碳的氧化物的考查，主要以物质的鉴别、推断及其含碳化合物之间的转化；对氧化物的物理性质和化学性质的差别及应用和在转化过程中化学方程式的书写。二氧化碳的性质和用途是中考的高频点，常以文字叙述的形式在选择题中考查，有时也会在填空题或简答题中考查。
主要涉及的命题点有：
①二氧化碳的物理性质(密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧、能使紫色石蕊溶液变色)；
②二氧化碳的化学性质以及用途(与氢氧化钠、澄清石灰水反应)。
考查重点
1. 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
2. 二氧化碳化学性质的探究
重点考向
考向一、二氧化碳
1. 二氧化碳的物理性质
（1）物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气大
能溶于水
固体二氧化碳——干冰
在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。
（2）实验探究
①倾倒二氧化碳实验
将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。
结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
②二氧化碳的溶解性实验
向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。
结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。
2. 二氧化碳的化学性质
（1）化学性质
①二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，不能供给呼吸。
②二氧化碳与水反应
a.二氧化碳和水反应生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3
b.碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水：H2CO3=CO2↑+H2O
③二氧化碳与碱反应
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 用于检验二氧化碳
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 用于吸收二氧化碳
④二氧化碳与木炭反应
C＋CO22CO
（2）二氧化碳与水反应的实验探究
（1）实验操作：
取四朵用石蕊溶液染成紫色的小花，分别进行以下操作：
（2）实验现象及分析
Ⅰ.小花变红色，说明酸能使紫色石蕊变红。
Ⅱ.小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变色。
Ⅲ.小花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色。
Ⅳ.小花变红色，说明二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。
将Ⅳ中小花取出烘干，发现小花又变成紫色，说明碳酸不稳定，容易分解。
（3）实验结论：
①二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，显酸性。
②生成的碳酸不稳定，很容易分解生成二氧化碳和水。
3. 二氧化碳对人体和环境（温室效应）的影响
（1）对人体：
二氧化碳本身无毒，但二氧化碳不能供给呼吸，空气中二氧化碳含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响，浓度过高可能会使人窒息死亡。如进入久未开启的地窖或深井时，先要做灯火实验，若火把熄灭，说明二氧化碳含量过高，不能进入。
（2）对环境影响——温室效应
①温室效应：大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，起到了对地球的保温作用，从而使全球变暖。这种现象叫做温室效应。
②温室气体：能产生温室效应的气体除了二氧化碳外，还有甲烷（CH4）、臭氧（O3）、氟氯代烷（氟利昂）等。
③温室效应的危害与防治
Ø 危害
a.引起全球变暖，可能导致两极冰川融化，海平面升高，淹没沿海城市。
b.使土地沙漠化、农业减产；
c.引起暴雨、洪水等；
d.影响生态系统，改变生物多样性等。
Ø 防治
a.减少煤、石油、天然气等化石燃料的使用；
b.大力开发利用新能源，如太阳能、风能、地热能等；
c..大力植树造林、严禁乱砍乱伐等。
4. 二氧化碳的用途
性质
用途
不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气
用于灭火
二氧化碳是光合作用的原料
能被植物光合作用利用
能溶于水并与水反应生成碳酸
制碳酸饮料
可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠）
作化工产品的原料
固体二氧化碳（干冰）升华吸热
作制冷剂、人工降雨
易错警示
1. CO2无毒，可溶但不是易溶于水。
2. 活泼金属如钾钙钠镁可在二氧化碳中燃烧，生成相应的金属氧化物和碳单质，属于置换反应，这些金属着火不能用二氧化碳灭火器扑灭。
3. 二氧化碳使得紫色石蕊变红是因为生成了碳酸，这是一个可逆过程，干燥的二氧化碳不能使石蕊试纸变红。
知识拓展
1、灭火既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不燃烧也不支持燃烧）。
2、二氧化碳在与氢氧化钙反应时：先与水反应生成碳酸；碳酸再与氢氧化钙反应。所以反应中二氧化碳会转化为碳酸根。生成的碳酸钙还可再与二氧化碳反应生成可溶于水的碳酸氢钙。反应的化学方程式为：CO2+ CaCO3+H2O===Ca（HCO3）2 所以向澄清的石灰水中通入二氧化碳，会先观察到石灰水变浑浊；继续通入二氧化碳会观察到石灰水又变澄清。当受热或压强突然变小时，水中的碳酸氢钙可以再发生分解反应生成二氧化碳、水和碳酸钙。（地下溶洞形成的原理）反应的化学方程式为：Ca（HCO3）2===CO2+ CaCO3+H2O
3、二氧化碳过多排放会引起温室效应，但不是空气污染物。
4、6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
方法技巧
解答这类题目时，要熟记二氧化碳的性质，尤其是有二氧化碳参与的反应的现象、化学方程式等，以及碳酸或紫色的石蕊试液的性质等；根据所给的实验、问题情景，以及实验装置图等相关信息，结合所学的相关知识和技能联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答。
跟踪训练
1．下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是（ ）
A．紫色石蕊变红色 B．石灰水变浑浊
C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
2．如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理．下列说法错误的是( )
A．光合中太阳能转化为化学能
B．此碳循环中将CO2转化为无机物和有机物
C．吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量相等
D．钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
3．（2020•吉林模拟）倡导“低碳”生活，从一点一滴做起。生活中的下列做法，不合理的是（ ）
A．节约用电，随手关灯 B．循环使用教科书
C．用洗脸水冲厕所 D．经常使用一次性筷子
4．（2019•宜昌）为探究二氧化碳能否和水反应，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红，实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是（ ）
A．实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红
B．实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C．实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应
D．上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
5．（2019•江都区月考）某化学兴趣小组用青霉素的药瓶、注射器和眼药水瓶设计了如图所示的微型实验装置，用于检验二氧化碳的性质。缓缓推动注射器活塞，滴入稀硫酸后，在眼药水瓶中即可产生二氧化碳气体，下列有关说法错误的是（ ）
A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成
B．上下两片滤纸条变红，只能证明CO2与水反应生成碳酸
C．该实验能验证二氧化碳通常不能燃烧，也不支持燃烧
D．该微型实验具有所用药品量少，现象明显，操作简单等优点
6．（2019•伊金霍洛旗一模）某兴趣小组用图1中实验装置对二氧化碳性质进行探究。三位同学同时迅速将注射器内85mL的液体（水、饱和石灰水、40%氢氧化钠溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。约90s后，同时振荡烧瓶，冷却至室温。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象（如图2）下列结论或解释不正确的是（ ）
A．该温度下，1体积水约溶解1体积二氧化碳气体
B．对比曲线a和b可知，二氧化碳和水一定发生了化学反应
C．三个实验的起始阶段压强都快速增大是由于注入液体压缩了瓶内的气体
D．对比曲线b和c可知，40%NaOH溶液比饱和石灰水更适合吸收二氧化碳
真题再现
1．（2021·山东泰安）“碳达峰、碳中和”是近期频繁出现的热词。关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是（ ）
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化
B．碳循环和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
C．绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环
D．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
2．（2021·浙江丽水·中考真题）我国宣布力争于2060年前实现碳中和，即二氧化碳的排放与吸收相互平衡（如图）。下列途径中属于吸收二氧化碳的是（ ）
A．绿色植物的光合作用 B．化石燃料的燃烧
C．微生物的氧化分解 D．生物的呼吸作用
3．（2021·江苏扬州）自然界碳循环如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．向空气中排放CO2会形成酸雨 B．无机物和有机物不可相互转化
C．植树造林有利于吸收CO2 D．煤、石油和天然气是可再生能源
4．（2021·辽宁中考真题）关于二氧化碳的用途，下列说法错误的是（ ）
A．灭火 B．生产汽水
C．气体肥料 D．供给呼吸
5．（2020黑龙江牡丹江）对比是学习化学的重要方法，下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较，完全正确的是（ ）
A．组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成
B．性质：CO2、CO都有可燃性
C．用途：CO2可用于灭火；CO可用于人工降雨
D．危害：CO2会导致酸雨；CO会引起中毒
考向二、一氧化碳
1.一氧化碳的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气密度略小
难溶于水
2.一氧化碳的化学性质
（1）可燃性
一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应：
2CO+O2 2CO2
（2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物）
CO+CuOCu+CO2
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
² 一氧化碳还原氧化铜实验：
Ø 实验步骤：
①实验前，先检验CO的纯度；
②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）；
③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。
Ø 实验现象：黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。
特别注意
像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。
（3）毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
3.一氧化碳的用途
（1）作燃料（可燃性）；
（2）用于冶炼金属（还原性）。
易错警示
一氧化碳中毒是化学变化。
知识拓展
煤炉中①②③处发生的反应主要是
①C+O2CO2；
②C+CO22CO(吸收热量)；
③2CO+O22CO2。
方法技巧
一氧化碳的检验
方案一：点燃待检气体，先用干燥的小烧杯罩在火焰上方，无水珠，再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，若出现白色浑浊物，则为一氧化碳气体。
方案二：将待检气体通过灼热的CuO，若出现红色物质，且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则该待检气体为一氧化碳。
跟踪训练
1. 中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是（ ）
A．CO B．Fe2O3 C．CO2 D．Fe
2. 叙述属于CO化学性质的是（ ）
A．无色 B．无味 C．难溶于水 D．能燃烧
3. 图的说法错误的是（ ）
A. A试管中粉末由黑色变成红色 B. 实验中一氧化碳表现了还原性
C. 右图装置不够完备 D. B试管中增重的质量为A试管中减轻的质量
4. 燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体，下列关于CO的说法不正确的是：( )
A. CO气体有毒，可危害人体健康 B. CO可用于冶炼金属
C. CO可以燃烧，可作燃料 D. 在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒
5. 如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7 D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
6. 一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，下列叙述不正确的是（ ）
A．反应都有CO2气体生成 B．反应都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应 D．一氧化碳和木炭都具有还原性
7．“归纳与比较”是化学学习的主要方法，下列关于CO2与CO的不同点比较错误的是（ ）
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：CO2能溶于水，水溶液呈酸性；CO难溶于水，但能燃烧
C．用途：CO2可用于光合作用、灭火等；CO可作气体燃料，还可用于人工降雨
D．危害：CO2会造成“温室效应”；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
真题再现
1．（2021·湖南衡阳市·中考真题）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨都具有良好的导电性
B．金刚石、石墨和C60的学性质有较大差异
C．二氧化碳和一氧化碳都具有还原性
D．二氧化碳可用于灭火，既利用了它的物理性质，也利用了它的化学性质
2．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是（ ）
A．X可以是单质或氧化物 B．反应物Y可以用来检验CO2
C．反应①不属于置换反应 D．打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
3．（2021·湖南永州·中考真题）木炭或燃气在氧气不足的情况下燃烧，容易产生CO气体，下列关于CO气体的叙述不正确的是（ ）
A．CO气体可以用作燃料
B．在相对密闭的环境里，CO气体容易使人发生中毒
C．将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2O
D．高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2
4．（2020山东青岛）下列对一氧化碳性质的描述，属于化学性质的是（ ）
A． 常温下为无色、无味的气体 B． 极难溶于水
C． 相同状况下，密度比空气略小 D． 具有可燃性
5．（2020•杭州模拟）如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验（图中固定玻璃管的仪器已略去），下列说法正确的是（ ）
A．丙装置的作用是收集二氧化碳
B．该装置的不足之处是未进行尾气处理
C．甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红
D．甲处发生的是化合反应，乙处发生的是置换反应
6．（2020•杭州模拟）如图是CO与CuO反应的装置，下列关于图示实验说法正确的是 （ ）
①说明CO具有还原性
②玻璃管中黑色固体变成了红色
③反应前后玻璃管内的固体质量增加
④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源
⑤玻璃管中发生的反应为分解反应，乙中发生的反应为化合反应
A．①③④ B．①④⑤ C．①②④ D．全部正确
7．（2020四川巴中）如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。
（1）甲处的实验现象为_________，发生的化学反应方程式为_______。
（2）乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是_______，发生的化学反应方程式为_______。
8．甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
(1)B中反应的化学方程式是________________________________。
(2)实验过程中，C中的现象是________________，D处点燃的目的是_____________________________。
(3)甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是______________________________________________________________________________________。
考向三、CO与CO2的鉴别与除杂方法
1. 物质的鉴别要依据物质性质的差异而产生的不同现象，CO与CO2的性质差别很大，鉴别方法很多。
鉴别方法
现象与结论
依据的原理
①将燃烧的木条分别伸入盛有气体的瓶内
木条立即熄灭的是CO2，能被点燃的是CO
CO2不燃烧也不支持燃烧；CO能燃烧
②将气体分别通入澄清石灰水中
使溶液变浑浊的是CO2，不变浑浊的是CO
CO2能与澄清石灰水反应；CO不能
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O
③将气体分别通入紫色石蕊试液中
使溶液变红色的是CO2，不变色的是CO
CO2能与水反应，CO不能
H2O +CO2＝H2CO3
④将气体分别通入灼热的CuO中
使黑色粉末变红的是CO，不变色的是CO2
CO能与CuO反应；CO2不能
CO+ CuOCu + CO2
⑤向装满两瓶气体的塑料瓶中倒入小半瓶水
瓶子变瘪的是CO2，不变瘪的是CO
CO2能溶于水；CO难溶于水
2. 物质的除杂也是根据物质性质的差异，不过还要注意不能混入新的杂质。（括号能是杂质）
除杂方法
依据原理
CO2（CO）
通过灼热的氧化铜
CO能与CuO反应；CO2不能[来源:Z.xx.k.Com]
CO+ CuOCu + CO2
CO（CO2）[来源:学科网]
通过氢氧化钠溶液[来源:Z_xx_k.Com]
CO2能与NaOH反应；CO不能
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O[来源:学_科_网Z_X_X_K]
通过灼热的碳
高温下CO2能与C反应；CO不能
C+CO22CO
易错警示
特别需要注意的是：除去CO2中的CO时不能用燃烧法。
跟踪训练
1. 除去一氧化碳气体中混有的少量二氧化碳,下列操作最容易达到目的的是（ ）
A．将气体通过浓硫酸
B．将气体点燃
C．将气体通过足量澄清石灰水
D．将气体通过灼热的氧化锅
2．除去CO2中混有的少量CO，采用的方法是（ ）
A．通入石灰水
B．点燃
C．通过灼热的CuO
D．通过灼热的木炭
3. 除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳,最合理的方法是（ ）
A.将混合气体通过澄清石灰水
B.将混合气体点燃
C.将混合气体通过灼热的氧化铜
D.将混合气体通过灼热的焦炭
4. 下列物质中不能用来鉴别一氧化碳和二氧化碳两种气体的是（ ）
A.稀盐酸 B.灼热的氧化铜
C.燃着的木条 D.澄清石灰水
6. 要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，下列操作中能达到目的是（ ）
A．将混合气体点燃 B．将混合气体通过灼热的碳层
C．将混合气体通入水中 D．将混合气体通过灼热的氧化铜
真题再现
1．欲除去N2中的少量O2、H2、CO、CO2、水蒸气等杂质（H2、CO的含量在安全范围内），他将混合气体通过下列物质：①浓H2SO4，②澄清石灰水，③灼热的CuO，④灼热的铜，正确的顺序是（ ）
A．②①③④ B．④③②① C．④③①② D．③①②④
2．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是（ ）
A．X可以是单质或氧化物 B．反应物Y可以用来检验CO2
C．反应①不属于置换反应 D．打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
3．（2020江苏无锡）CO2是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
（1）以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示。
①反应1的基本类型为_______________。
②反应2中碳元素的化合价_______________（填“升高”“不变”或“降低”）。
（2）利用NaOH溶液吸收CO2，部分转化关系见图。
反应①的化学方程式为_________，该转化中循环使用的物质是________。
（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2，将其转化为NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂
Na2CO3
K2CO3
20℃最高浓度（g/L）
212
1104
价格（元/Kg）
1．25
9．80
根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是_______________。
（4）利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇（C2H5OH）的反应如下：2CO2＋3H2OC2H5OH＋3O2，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968gCO2，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。_____
（5）某研究小组设计如下图所示实验，探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料：①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O；
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是_______________。
②C装置中发生的反应的化学方程式为_______________。
③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是_____________。
4. 某气体中可能含有H2、CO、CO2中的一种或几种，为确定该气体的成分，某同学设计了如下的实验装置：
（1）写出编号仪器的名称：①____；②____．
（2）若能观察到____，则证明该气体中含有CO2．
（3）若该气体中含有H2，则C处能观察到的现象是____．
（4）B中NaOH的作用是____．
（5）在证明CO存在的过程中涉及到的反应的化学方程式为：
（6）按照这位同学的设计进行实验是否一定能判断H2的存在？____（填“是”或“否”）
考点20 碳的氧化物
命题趋势
中考对碳的氧化物的考查，主要以物质的鉴别、推断及其含碳化合物之间的转化；对氧化物的物理性质和化学性质的差别及应用和在转化过程中化学方程式的书写。二氧化碳的性质和用途是中考的高频点，常以文字叙述的形式在选择题中考查，有时也会在填空题或简答题中考查。
主要涉及的命题点有：
①二氧化碳的物理性质(密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧、能使紫色石蕊溶液变色)；
②二氧化碳的化学性质以及用途(与氢氧化钠、澄清石灰水反应)。
考查重点
1. 二氧化碳和一氧化碳的性质与用途
2. 二氧化碳化学性质的探究
重点考向
考向一、二氧化碳
1. 二氧化碳的物理性质
（1）物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气大
能溶于水
固体二氧化碳——干冰
在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。
（2）实验探究
①倾倒二氧化碳实验
将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。
结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
②二氧化碳的溶解性实验
向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。
结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。
2. 二氧化碳的化学性质
（1）化学性质
①二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，不能供给呼吸。
②二氧化碳与水反应
a.二氧化碳和水反应生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3
b.碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水：H2CO3=CO2↑+H2O
③二氧化碳与碱反应
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 用于检验二氧化碳
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 用于吸收二氧化碳
④二氧化碳与木炭反应
C＋CO22CO
（2）二氧化碳与水反应的实验探究
（1）实验操作：
取四朵用石蕊溶液染成紫色的小花，分别进行以下操作：
（2）实验现象及分析
Ⅰ.小花变红色，说明酸能使紫色石蕊变红。
Ⅱ.小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变色。
Ⅲ.小花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色。
Ⅳ.小花变红色，说明二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。
将Ⅳ中小花取出烘干，发现小花又变成紫色，说明碳酸不稳定，容易分解。
（3）实验结论：
①二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，显酸性。
②生成的碳酸不稳定，很容易分解生成二氧化碳和水。
3. 二氧化碳对人体和环境（温室效应）的影响
（1）对人体：
二氧化碳本身无毒，但二氧化碳不能供给呼吸，空气中二氧化碳含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响，浓度过高可能会使人窒息死亡。如进入久未开启的地窖或深井时，先要做灯火实验，若火把熄灭，说明二氧化碳含量过高，不能进入。
（2）对环境影响——温室效应
①温室效应：大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，起到了对地球的保温作用，从而使全球变暖。这种现象叫做温室效应。
②温室气体：能产生温室效应的气体除了二氧化碳外，还有甲烷（CH4）、臭氧（O3）、氟氯代烷（氟利昂）等。
③温室效应的危害与防治
Ø 危害
a.引起全球变暖，可能导致两极冰川融化，海平面升高，淹没沿海城市。
b.使土地沙漠化、农业减产；
c.引起暴雨、洪水等；
d.影响生态系统，改变生物多样性等。
Ø 防治
a.减少煤、石油、天然气等化石燃料的使用；
b.大力开发利用新能源，如太阳能、风能、地热能等；
c..大力植树造林、严禁乱砍乱伐等。
4. 二氧化碳的用途
性质
用途
不能燃烧、不支持燃烧、密度大于空气
用于灭火
二氧化碳是光合作用的原料
能被植物光合作用利用
能溶于水并与水反应生成碳酸
制碳酸饮料
可用二氧化碳、水、氯化钠等生成纯碱（碳酸钠）
作化工产品的原料
固体二氧化碳（干冰）升华吸热
作制冷剂、人工降雨
易错警示
1. CO2无毒，可溶但不是易溶于水。
2. 活泼金属如钾钙钠镁可在二氧化碳中燃烧，生成相应的金属氧化物和碳单质，属于置换反应，这些金属着火不能用二氧化碳灭火器扑灭。
3. 二氧化碳使得紫色石蕊变红是因为生成了碳酸，这是一个可逆过程，干燥的二氧化碳不能使石蕊试纸变红。
知识拓展
1、灭火既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不燃烧也不支持燃烧）。
2、二氧化碳在与氢氧化钙反应时：先与水反应生成碳酸；碳酸再与氢氧化钙反应。所以反应中二氧化碳会转化为碳酸根。生成的碳酸钙还可再与二氧化碳反应生成可溶于水的碳酸氢钙。反应的化学方程式为：CO2+ CaCO3+H2O===Ca（HCO3）2 所以向澄清的石灰水中通入二氧化碳，会先观察到石灰水变浑浊；继续通入二氧化碳会观察到石灰水又变澄清。当受热或压强突然变小时，水中的碳酸氢钙可以再发生分解反应生成二氧化碳、水和碳酸钙。（地下溶洞形成的原理）反应的化学方程式为：Ca（HCO3）2===CO2+ CaCO3+H2O
3、二氧化碳过多排放会引起温室效应，但不是空气污染物。
4、6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
方法技巧
解答这类题目时，要熟记二氧化碳的性质，尤其是有二氧化碳参与的反应的现象、化学方程式等，以及碳酸或紫色的石蕊试液的性质等；根据所给的实验、问题情景，以及实验装置图等相关信息，结合所学的相关知识和技能联系起来细心地探究、推理后，按照题目要求进行选择或解答。
跟踪训练
1．下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是（ ）
A．紫色石蕊变红色 B．石灰水变浑浊
C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
2．如图为海水吸收CO2并进行碳循环的原理．下列说法错误的是( )
A．光合中太阳能转化为化学能
B．此碳循环中将CO2转化为无机物和有机物
C．吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量相等
D．钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
3．（2020•吉林模拟）倡导“低碳”生活，从一点一滴做起。生活中的下列做法，不合理的是（ ）
A．节约用电，随手关灯 B．循环使用教科书
C．用洗脸水冲厕所 D．经常使用一次性筷子
4．（2019•宜昌）为探究二氧化碳能否和水反应，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成下图四个实验。实验I、Ⅳ中小花变红，实验Ⅱ、Ⅲ中小花不变色。下列说法不正确的是（ ）
A．实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红
B．实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红
C．实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应
D．上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质
5．（2019•江都区月考）某化学兴趣小组用青霉素的药瓶、注射器和眼药水瓶设计了如图所示的微型实验装置，用于检验二氧化碳的性质。缓缓推动注射器活塞，滴入稀硫酸后，在眼药水瓶中即可产生二氧化碳气体，下列有关说法错误的是（ ）
A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成
B．上下两片滤纸条变红，只能证明CO2与水反应生成碳酸
C．该实验能验证二氧化碳通常不能燃烧，也不支持燃烧
D．该微型实验具有所用药品量少，现象明显，操作简单等优点
6．（2019•伊金霍洛旗一模）某兴趣小组用图1中实验装置对二氧化碳性质进行探究。三位同学同时迅速将注射器内85mL的液体（水、饱和石灰水、40%氢氧化钠溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。约90s后，同时振荡烧瓶，冷却至室温。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象（如图2）下列结论或解释不正确的是（ ）
A．该温度下，1体积水约溶解1体积二氧化碳气体
B．对比曲线a和b可知，二氧化碳和水一定发生了化学反应
C．三个实验的起始阶段压强都快速增大是由于注入液体压缩了瓶内的气体
D．对比曲线b和c可知，40%NaOH溶液比饱和石灰水更适合吸收二氧化碳
真题再现
1．（2021·山东泰安）“碳达峰、碳中和”是近期频繁出现的热词。关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是（ ）
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化
B．碳循环和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
C．绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环
D．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
2．（2021·浙江丽水·中考真题）我国宣布力争于2060年前实现碳中和，即二氧化碳的排放与吸收相互平衡（如图）。下列途径中属于吸收二氧化碳的是（ ）
A．绿色植物的光合作用 B．化石燃料的燃烧
C．微生物的氧化分解 D．生物的呼吸作用
3．（2021·江苏扬州）自然界碳循环如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．向空气中排放CO2会形成酸雨 B．无机物和有机物不可相互转化
C．植树造林有利于吸收CO2 D．煤、石油和天然气是可再生能源
4．（2021·辽宁中考真题）关于二氧化碳的用途，下列说法错误的是（ ）
A．灭火 B．生产汽水
C．气体肥料 D．供给呼吸
5．（2020黑龙江牡丹江）对比是学习化学的重要方法，下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较，完全正确的是（ ）
A．组成：CO2、CO均由碳元素和氧元素组成
B．性质：CO2、CO都有可燃性
C．用途：CO2可用于灭火；CO可用于人工降雨
D．危害：CO2会导致酸雨；CO会引起中毒
考向二、一氧化碳
1.一氧化碳的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
常温下是气体
无味
比空气密度略小
难溶于水
2.一氧化碳的化学性质
（1）可燃性
一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应：
2CO+O2 2CO2
（2）还原性（一氧化碳能还原某些金属氧化物）
CO+CuOCu+CO2
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
² 一氧化碳还原氧化铜实验：
Ø 实验步骤：
①实验前，先检验CO的纯度；
②先通入CO，排尽空气，点燃酒精灯（前一个加热、后一个点燃尾气）；
③等黑色粉末逐渐变成红色时，先停止加热，继续通CO直至装置冷却。
Ø 实验现象：黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气时产生蓝色火焰。
特别注意
像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。
（3）毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
3.一氧化碳的用途
（1）作燃料（可燃性）；
（2）用于冶炼金属（还原性）。
易错警示
一氧化碳中毒是化学变化。
知识拓展
煤炉中①②③处发生的反应主要是
①C+O2CO2；
②C+CO22CO(吸收热量)；
③2CO+O22CO2。
方法技巧
一氧化碳的检验
方案一：点燃待检气体，先用干燥的小烧杯罩在火焰上方，无水珠，再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，若出现白色浑浊物，则为一氧化碳气体。
方案二：将待检气体通过灼热的CuO，若出现红色物质，且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则该待检气体为一氧化碳。
跟踪训练
1. 中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是（ ）
A．CO B．Fe2O3 C．CO2 D．Fe
2. 叙述属于CO化学性质的是（ ）
A．无色 B．无味 C．难溶于水 D．能燃烧
3. 图的说法错误的是（ ）
A. A试管中粉末由黑色变成红色 B. 实验中一氧化碳表现了还原性
C. 右图装置不够完备 D. B试管中增重的质量为A试管中减轻的质量
4. 燃气热水器中燃气不充分燃烧易产生CO气体，下列关于CO的说法不正确的是：( )
A. CO气体有毒，可危害人体健康 B. CO可用于冶炼金属
C. CO可以燃烧，可作燃料 D. 在煤炉上放一壶水就能防止CO中毒
5. 如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7 D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
6. 一定条件下，一氧化碳和木炭都能与氧化铜反应，下列叙述不正确的是（ ）
A．反应都有CO2气体生成 B．反应都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应 D．一氧化碳和木炭都具有还原性
7．“归纳与比较”是化学学习的主要方法，下列关于CO2与CO的不同点比较错误的是（ ）
A．构成：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
B．性质：CO2能溶于水，水溶液呈酸性；CO难溶于水，但能燃烧
C．用途：CO2可用于光合作用、灭火等；CO可作气体燃料，还可用于人工降雨
D．危害：CO2会造成“温室效应”；CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
真题再现
1．（2021·湖南衡阳市·中考真题）下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨都具有良好的导电性
B．金刚石、石墨和C60的学性质有较大差异
C．二氧化碳和一氧化碳都具有还原性
D．二氧化碳可用于灭火，既利用了它的物理性质，也利用了它的化学性质
2．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是（ ）
A．X可以是单质或氧化物 B．反应物Y可以用来检验CO2
C．反应①不属于置换反应 D．打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
3．（2021·湖南永州·中考真题）木炭或燃气在氧气不足的情况下燃烧，容易产生CO气体，下列关于CO气体的叙述不正确的是（ ）
A．CO气体可以用作燃料
B．在相对密闭的环境里，CO气体容易使人发生中毒
C．将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2O
D．高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2
4．（2020山东青岛）下列对一氧化碳性质的描述，属于化学性质的是（ ）
A． 常温下为无色、无味的气体 B． 极难溶于水
C． 相同状况下，密度比空气略小 D． 具有可燃性
5．（2020•杭州模拟）如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验（图中固定玻璃管的仪器已略去），下列说法正确的是（ ）
A．丙装置的作用是收集二氧化碳
B．该装置的不足之处是未进行尾气处理
C．甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红
D．甲处发生的是化合反应，乙处发生的是置换反应
6．（2020•杭州模拟）如图是CO与CuO反应的装置，下列关于图示实验说法正确的是 （ ）
①说明CO具有还原性
②玻璃管中黑色固体变成了红色
③反应前后玻璃管内的固体质量增加
④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源
⑤玻璃管中发生的反应为分解反应，乙中发生的反应为化合反应
A．①③④ B．①④⑤ C．①②④ D．全部正确
7．（2020四川巴中）如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。
（1）甲处的实验现象为_________，发生的化学反应方程式为_______。
（2）乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是_______，发生的化学反应方程式为_______。
8．甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
(1)B中反应的化学方程式是________________________________。
(2)实验过程中，C中的现象是________________，D处点燃的目的是_____________________________。
(3)甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是______________________________________________________________________________________。
考向三、CO与CO2的鉴别与除杂方法
1. 物质的鉴别要依据物质性质的差异而产生的不同现象，CO与CO2的性质差别很大，鉴别方法很多。
鉴别方法
现象与结论
依据的原理
①将燃烧的木条分别伸入盛有气体的瓶内
木条立即熄灭的是CO2，能被点燃的是CO
CO2不燃烧也不支持燃烧；CO能燃烧
②将气体分别通入澄清石灰水中
使溶液变浑浊的是CO2，不变浑浊的是CO
CO2能与澄清石灰水反应；CO不能
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O
③将气体分别通入紫色石蕊试液中
使溶液变红色的是CO2，不变色的是CO
CO2能与水反应，CO不能
H2O +CO2＝H2CO3
④将气体分别通入灼热的CuO中
使黑色粉末变红的是CO，不变色的是CO2
CO能与CuO反应；CO2不能
CO+ CuOCu + CO2
⑤向装满两瓶气体的塑料瓶中倒入小半瓶水
瓶子变瘪的是CO2，不变瘪的是CO
CO2能溶于水；CO难溶于水
2. 物质的除杂也是根据物质性质的差异，不过还要注意不能混入新的杂质。（括号能是杂质）
除杂方法
依据原理
CO2（CO）
通过灼热的氧化铜
CO能与CuO反应；CO2不能[来源:Z.xx.k.Com]
CO+ CuOCu + CO2
CO（CO2）[来源:学科网]
通过氢氧化钠溶液[来源:Z_xx_k.Com]
CO2能与NaOH反应；CO不能
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O[来源:学_科_网Z_X_X_K]
通过灼热的碳
高温下CO2能与C反应；CO不能
C+CO22CO
易错警示
特别需要注意的是：除去CO2中的CO时不能用燃烧法。
跟踪训练
1. 除去一氧化碳气体中混有的少量二氧化碳,下列操作最容易达到目的的是（ ）
A．将气体通过浓硫酸
B．将气体点燃
C．将气体通过足量澄清石灰水
D．将气体通过灼热的氧化锅
2．除去CO2中混有的少量CO，采用的方法是（ ）
A．通入石灰水
B．点燃
C．通过灼热的CuO
D．通过灼热的木炭
3. 除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳,最合理的方法是（ ）
A.将混合气体通过澄清石灰水
B.将混合气体点燃
C.将混合气体通过灼热的氧化铜
D.将混合气体通过灼热的焦炭
4. 下列物质中不能用来鉴别一氧化碳和二氧化碳两种气体的是（ ）
A.稀盐酸 B.灼热的氧化铜
C.燃着的木条 D.澄清石灰水
6. 要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，下列操作中能达到目的是（ ）
A．将混合气体点燃 B．将混合气体通过灼热的碳层
C．将混合气体通入水中 D．将混合气体通过灼热的氧化铜
真题再现
1．欲除去N2中的少量O2、H2、CO、CO2、水蒸气等杂质（H2、CO的含量在安全范围内），他将混合气体通过下列物质：①浓H2SO4，②澄清石灰水，③灼热的CuO，④灼热的铜，正确的顺序是（ ）
A．②①③④ B．④③②① C．④③①② D．③①②④
2．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是（ ）
A．X可以是单质或氧化物 B．反应物Y可以用来检验CO2
C．反应①不属于置换反应 D．打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
3．（2020江苏无锡）CO2是最主要的温室气体，也是巨大的碳资源，CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
（1）以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图所示。
①反应1的基本类型为_______________。
②反应2中碳元素的化合价_______________（填“升高”“不变”或“降低”）。
（2）利用NaOH溶液吸收CO2，部分转化关系见图。
反应①的化学方程式为_________，该转化中循环使用的物质是________。
（3）利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2，将其转化为NaHCO3或KHCO3，NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用，生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂
Na2CO3
K2CO3
20℃最高浓度（g/L）
212
1104
价格（元/Kg）
1．25
9．80
根据表中信息，选择K2CO3溶液作吸收液的优点是_______________。
（4）利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇（C2H5OH）的反应如下：2CO2＋3H2OC2H5OH＋3O2，研究显示，1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968gCO2，计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量（写出计算过程）。_____
（5）某研究小组设计如下图所示实验，探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料：①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O；
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有：B装置中白色固体变为蓝色，C装置中黑色固体变为红色，D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是_______________。
②C装置中发生的反应的化学方程式为_______________。
③研究小组反思后认为，根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO，理由是_____________。
4. 某气体中可能含有H2、CO、CO2中的一种或几种，为确定该气体的成分，某同学设计了如下的实验装置：
（1）写出编号仪器的名称：①____；②____．
（2）若能观察到____，则证明该气体中含有CO2．
（3）若该气体中含有H2，则C处能观察到的现象是____．
（4）B中NaOH的作用是____．
（5）在证明CO存在的过程中涉及到的反应的化学方程式为：
（6）按照这位同学的设计进行实验是否一定能判断H2的存在？____（填“是”或“否”）
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