课题2 碳的氧化物（6大题型专项精练）初中化学人教版（2024）九年级上册 第六单元 碳和碳的氧化物（原卷版）

/课题2碳的氧化物题型01二氧化碳的物理性质及实验探究题型02二氧化碳的化学性质题型03二氧化碳的检验题型04二氧化碳的用途题型05二氧化碳对生活和环境的影响题型06低碳行动二氧化碳的捕集、利用与封存题型07一氧化碳的性质题型01二氧化碳的物理性质及实验探究1.二氧化碳的物理性质（1）二氧化碳性质的探究实验实验装置实验现象实验分析实验结论两支蜡烛自下而上，依次熄灭倾倒时会在烧杯底部先聚集较多的CO2，使下方蜡烛首先接触到较多的CO2而熄灭，上方蜡烛后接触到CO2而熄灭一般情况下，塑料瓶部分CO2溶于水使瓶内气体减少，导致瓶内气体压强减小，在外界大气压强的作用下，塑料瓶变瘪比较CO2密度与空气密度相对大小的方法1.称量法。将两个相同规格的烧杯分别放在天平的两个托盘上，调节平衡。把二氧化碳气体倒入一侧的烧杯中，可观察到该侧托盘下沉。2.利用相对分子质量。二氧化碳的相对分子质量为44，空气的平均相对分子质量为，表明二氧化碳的密度比相同状况下空气的大。（2）二氧化碳的物理性质颜色气味密度溶解性比空气溶于水①二氧化碳的溶解性：通常状况下，1体积的水能溶解约体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多。生产汽水等碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。②在一定条件下，二氧化碳气体会变成液体或固体，固态二氧化碳叫做“”。【典例1】下列实验中，只能验证二氧化碳物理性质的是A． B．C． D．【变式1-1】如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列现象正确的是A．①、②、③、④均不变红B．①、④不变红，②、③变红C．①比④先变红，②、③不变红D．④比①先变红，②、③不变红【变式1-2】下列有关二氧化碳的说法正确的是A．光合作用不能吸收二氧化碳 B．二氧化碳的密度比空气大C．“干冰”不是二氧化碳 D．二氧化碳是一种空气污染物【变式1-3】化学兴趣小组的三位同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究：【查阅资料】二氧化碳与澄清石灰水反应会产生白色沉淀。【实验一】取一支白蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。（1）上述实验过程中，通过观察可以得出蜡烛的两个物理性质。【实验二】点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。（2）把一根火柴梗放在火焰中(如图)，约1秒后取出，可以看到火柴梗的(填“a”、“b”或“c”)处最先变黑。【实验三】验证蜡烛燃烧的产物：将干燥的集气瓶罩在蜡烛火焰上方收集气体，片刻后迅速用橡胶塞塞住集气瓶。【实验分析】（3）足够冷却后观察到集气瓶内有无色液滴，由此得出蜡烛燃烧生成水；再向集气瓶中倒入少量，振荡，观察到，由此得出蜡烛燃烧生成二氧化碳，加入该试剂后发生反应的文字表达式为。【实验四】熄灭蜡烛（4）在大烧杯中固定两根高低不同的蜡烛，点燃蜡烛并通过漏斗向烧杯中缓缓倾倒一瓶二氧化碳气体。有关实验的现象和分析正确的是______。A．高的蜡烛先熄灭 B．二氧化碳的密度比空气小C．低的蜡烛先熄灭 D．二氧化碳不可燃、不助燃【反思评价】蜡烛刚熄灭时总有一股白烟冒出，白烟具有什么性质？（5）小华同学提出“用燃着的木条去点燃白烟”，属于探究过程中的______(填字母)。A．提出问题 B．形成假设 C．设计实验 D．实施实验（6）白烟成功被点燃，白烟具有的性质是。题型02二氧化碳的化学性质1.二氧化碳的化学性质（1）一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。①二氧化碳在一般情况下不支持燃烧，但对有些物质也有助燃性，例如镁带可以在二氧化碳中燃烧，因此镁着火时不能用二氧化碳灭火。（2）二氧化碳与水反应实验内容取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花，分别进行以下操作：(I)喷水(Ⅱ)放入二氧化碳中(Ⅲ)喷水后放入二氧化碳中(IV)吹干第三朵花实验现象纸花纸花纸花纸花实验分析水不能使石蕊变红CO2不能使石蕊变红CO2与水发生化学反应生成H2CO3,H2CO3能使石蕊变红H2CO3不稳定，受热后易分解实验结论二氧化碳与水反应生成，碳酸能使紫色石蕊溶液变；碳酸，容易分解成CO2和H2O①使紫色石蕊变红的物质不是CO2,而是CO2与H2O反应生成的H2CO3,二氧化碳本身没有酸性，不能使紫色石蕊溶液变红，但二氧化碳与水反应生成的碳酸具有酸性，能使紫色石蕊溶液变红。②二氧化碳能与水反应生成碳酸，化学方程式：;③碳酸不稳定，受热易分解，化学方程式：（3）二氧化碳与澄清石灰水的反应实验操作把CO2通人澄清石灰水中实验现象澄清石灰水变浑浊实验分析二氧化碳与氢氧化钙反应，生成了难溶于水的物质（白色沉淀碳酸钙CaCO3），故澄清石灰水变浑浊实验结论CO2能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：①用石灰浆[主要成分为Ca(OH)2]抹墙，墙壁日久变白变硬；长期存放石灰水的试剂瓶，瓶壁出现白色固体，石灰水表面有一层白膜；鸡蛋放入石灰水中可以保存较长时间，这些都是因为CO2与Ca(OH)2反应生成了CaCO3沉淀。（4）二氧化碳能与C反应：,此过程中二氧化碳体现性。【典例2】化学兴趣小组的同学展开了对二氧化碳性质的探究：（1）实验乙发生反应的化学方程式为；（2）实验丙的现象是，说明了二氧化碳具有的物理性质是，化学性质是，利用以上性质，二氧化碳在生活中可以用于。（3）实验甲中观察到紫色石蕊纸花变红。对于该现象，同学们提出问题：是什么物质使紫色石蕊试液变红？【查阅资料】酸性物质能使紫色石蕊试液变红色同学们用石蕊试液染成紫色的干燥纸花设计了如下实验，请你完成下表：实验编号设计意图实验现象I纸花不变色II说明二氧化碳不能使石蕊变红III【变式2-1】下列验证“CO2与NaOH溶液反应”的装置中，不能观察到明显现象的是（装置气密性均良好）A． B．C． D．【变式2-2】某小组同学用如图所示实验研究的性质。（1）如图甲，将一小块干冰放进一个塑料袋，将袋口扎紧，一段时间后，塑料袋鼓起。从微观角度分析，塑料袋鼓起的主要原因是二氧化碳分子的增大。（2）图乙中，燃着的木条熄灭，由此可得出二氧化碳具有的化学性质是。对比2、3处的现象，可证明，其化学方程式为【变式2-3】某兴趣小组利用图1装置，对“和溶液是否反应”进行数字化实验再探究。实验1：在盛满的烧瓶中滴加蒸馏水。实验2：在同样的烧瓶中滴加溶液。实验得到如图2所示曲线。资料：通常情况下，1体积的水能溶解约1体积。（1）曲线2表示实验(填“1”或“2”)中烧瓶内气压的变化。（2）曲线1中BC段气压逐渐变小的原因是，导致CD段气压快速变小的操作是。（3）曲线1中AB段上升的原因是。（4）该实验(填“能”或“不能”)证明与溶液发生了反应。该实验说明利用数字化实验也可以实现对化学反应由定性到定量的研究。题型03二氧化碳的检验1.二氧化碳与澄清石灰水的反应实验操作把CO2通人澄清石灰水中实验现象澄清石灰水变浑浊实验分析二氧化碳与氢氧化钙反应，生成了难溶于水的物质（白色沉淀碳酸钙CaCO3），故澄清石灰水变浑浊实验结论CO2能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：【典例3】下列实验方案不能达到实验目的的是实验方案实验结论A将带火星木条放在集气瓶口，复燃说明集气瓶中氧气已经集满B将一根燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭检验集气瓶中的气体为二氧化碳C将10mL酒精和10mL水混合，总体积小于20mL证明分子间存在一定的空隙D通过闻气味鉴别酒精和水有特殊气味的液体为酒精【变式3-1】下列实验方法能达到实验目的的是实验目的实验方法A鉴别氮气和二氧化碳将燃着的木条分别伸入集气瓶中，使木条熄灭的是二氧化碳B鉴别二氧化锰和木炭粉观察颜色C区分过氧化氢溶液和水分别向试管中加入二氧化锰粉末，有气泡产生的是过氧化氢溶液D检验蜡烛燃烧的产物中是否含有二氧化碳在火焰上方罩一只干冷的烧杯【变式3-2】化学实验中常会出现一些“出乎意料”的现象或结果，下列各项对相关异常情况的解释不合理的是A．验证氧气化学性质未看到火星四射，可能是温度未达到铁丝的着火点B．除去粗盐中的泥沙滤液浑浊可能是滤纸破损C．测定空气中氧气的含量，测定结果偏大可能是红磷的量不足D．检验实验室制取的二氧化碳，澄清石灰水未变浑浊可能是二氧化碳中混有氯化氢气体【变式3-3】“碳中和”是指到2060年采取各种方式抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。（1）下列是常用的碳中和方案：①碳捕集：应选择碱性试剂吸收、捕集。②碳循环：为降低含量，科学家正在研究一种新型“人造树叶”，它能吸收空气中的并转变为乙醇(乙醇的化学式为)。该反应的化学方程式为，则X的化学式为。③碳替代：选用氢气作为碳替代能源是因为氢气燃烧生成水，无污染。氢气可以采用电解水的方法制得，电解水的化学方程式是。（2）常用澄清石灰水检验二氧化碳，其反应的化学方程式为。（3）低碳生活从我做起。下列行为有利于实现碳中和的是___________(填字母)A．双面使用纸张 B．植树造林 C．露天焚烧垃圾 D．大量使用一次性餐具题型04二氧化碳的用途1.二氧化碳性质与用途的关系性质用途能溶于水(物理性质)生产汽水等碳酸饮料干冰(固态CO2)升华吸热(物理性质)作制冷剂(用于食品的冷藏保鲜和运输、医疗上血液制品和疫苗的储存和运输等)、人工增雨、制造舞台云雾背景等一般情况下，不燃烧，也不支持燃烧(化学性质),密度比空气的大(物理性质)灭火参与植物光合作用(化学性质)光合作用的原料、作气体肥料能用CO2、H₂O、NaCl等生产纯碱(Na2CO3)(化学性质)化工产品的原料【典例4】二氧化碳存在于我们的生活中，有着广泛的用途。下列不属于二氧化碳用途的是A．供给呼吸 B．作气体肥料 C．用于人工降雨 D．生产碳酸饮料【变式4-1】性质决定用途。下列有关性质与用途关系的说法，错误的是A．二氧化碳易溶于水，可用来制碳酸饮料B．干冰升华时要吸收大量的热，可用作制冷剂C．是绿色植物光合作用的原料，可用作温室气体肥料D．能用于灭火，利用了不助燃、不可燃、密度比空气大的性质【变式4-2】二氧化碳在生产和生活中用途广泛。下列说法不正确的是A．二氧化碳可作气体燃料 B．二氧化碳是植物光合作用的原料C．二氧化碳可用于生产碳酸饮料 D．固态二氧化碳(干冰)可用于人工增雨【变式4-3】阅读短文，解决问题：干冰的奥秘与应用干冰即固态二氧化碳，是在6250左右千帕压力下，把二氧化碳气体冷凝成无色的液体，再在低压下迅速凝固而得到。干冰的温度极低，为-78.5℃，在常温下会直接升华成二氧化碳气体，升华过程中吸收大量的热，使周围环境温度降低。干冰具有广泛的应用。在食品行业，干冰可用于食品冷藏运输，能有效防止食品变质；在舞台表演中，干冰升华产生的大量白雾，可营造出如梦似幻的舞台效果；在工业领域，干冰可用于清洗模具、电子元件等，利用其升华时产生的冲击力和低温，去除污垢且不损伤被清洗物品。需要注意的是：干冰不能直接用手触摸，否则会造成冻伤；在使用干冰时，要注意通风，防止二氧化碳浓度过高导致缺氧。（1）干冰的物理性质有(答出一点即可)，干冰升华过程中，发生的变化属于(填“物理变化”或“化学变化”)。（2）干冰在食品冷藏运输中能防止食品变质的原因是。（3）舞台表演中，干冰产生白雾的原因是。（4）写出二氧化碳的一种用途：。（5）使用干冰的注意事项是。题型05二氧化碳对生活和环境的影响1.二氧化碳对人体健康的影响二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气。进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，要先做。即将一支燃着的蜡烛放在上述场所，若蜡烛熄灭或燃烧不旺，说明二氧化碳含量较高，人不能直接进去。2.自然界中二氧化碳的循环3.二氧化碳对环境的影响——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，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作温室效应。【典例5】杭州亚运会开幕式的主火炬以“零碳”甲醇作为燃料，成为开幕式的一大亮点。（1）“零碳”中的碳指的是二氧化碳。“零碳”甲醇(CH3OH)是指从工业尾气中捕集的二氧化碳制成的甲醇，甲醇燃烧生成二氧化碳，甲醇被认为是“零碳”燃料的原因是。（2）加热条件下，二氧化碳与氢气经催化剂作用生成甲醇，微观过程如图1所示。合成甲醇是人工合成淀粉[(CH10O5)n]的关键一步，反应原理如图2所示。①从图1微观角度分析，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微观粒子是(用化学符号表示)，该反应的符号表达式为。②图2中X的化学式为。（3）研究人员使用两种催化剂，探究了影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素。反应效果可用甲醇的选择性衡量，数值越大反应效果越好，结果如图3所示。①图3中，设计实验①②③的目的是。②实验中对甲醇选择性影响最大的因素是。【变式5-1】改善环境质量，推动绿色发展。下列做法不利于改善空气质量的是A．开发太阳能等新能源代替化石燃料B．绿色出行，积极践行“低碳生活”C．加高烟囱，将有害气体排向高空D．全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐【变式5-2】碳及其化合物的综合利用使世界变得更加绚丽多彩。Ⅰ.碳的多样性（1）《富春山居图》是元朝画家黄公望的作品，此图能够保存至今而不变色的原因是。（2）市场上出售的椰壳活性炭是以椰子壳为原料，经过一系列生产工艺精细加工而成。它具有疏松多孔的结构，具有极强的性，可以用于除去装修产生的有害气体。（3）高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质有关的是。（填字母序号）A．滑腻感 B．导电性 C．金属光泽 D．熔点高Ⅱ.“碳中和”的实现“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。（4）减排：①CO2的过度排放会造成（填字母序号）。A．冰川融化，海平面上升B．极端天气频发C．土地沙漠化，造成农业减产D．影响自然生态系统，改变生物多样性②结合生活实际，列举可为实现“碳中和”做出直接贡献的一种措施：。（5）转化：根据初中化学有关知识并结合查阅资料，总结得到如图转化关系。①若甲为单质，自然界通过光合作用完成转化Ⅰ，则甲为（填化学式）。②二氧化碳与（填化学式）反应，完成转化Ⅲ。③图中能反映的化学观点或化学思想有（填字母序号）A．化学变化中元素种类不变B．二氧化碳也是一种重要的资源C．物质在任何条件下都可以相互转化D．碳转化可以缓解能源危机，实现碳中和【变式5-3】阅读下面科普短文。广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，煤、石油、天然气等燃料燃烧释放的二氧化碳越来越多，导致温室效应增强。减少排放，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。的吸收是碳封存的首要环节，常选用、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中的脱除效果，其结果如图2。我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。依据文章内容回答下列问题：（1）自然界碳的循环中，二氧化碳的主要来源是；（2）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是；（3）下列说法正确的是_________。A．由图2可知，随烟气流速增大，脱除效果增强B．节约用电，绿色出行，有助于实现碳中和C．对比图2中三条曲线，当烟气流速相同时，氨基乙酸钾对烟气中的脱除效果最好D．会导致温室效应，所以属于空气污染物题型06低碳行动二氧化碳的捕集、利用与封存【典例6】化学小组的同学基于碳中和理念设计低碳行动方案。I.“碳”素发现（1）图1是地球表面温度变化和大气二氧化碳浓度的变化趋势示意图。图1中可作为“二氧化碳排放量的增加会导致地球表面温度上升”的证据的是。II.捕风捉“碳”同学们设计了一个简易的CO2捕捉器，如图2所示。（2）在吸风机纱布上涂抹一层石灰乳进行实验，一段时间后发现纱布变硬，吸风效果变差，原因可能是。（3）结合生活经验，说出减少碳排放的一条措施。【变式6-1】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是A．大量植树造林B．鼓励使用清洁能源C．工厂通过加高烟囱直接排放废气D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式【变式6-2】认真阅读下列科普短文，回答相关问题。在“碳达峰、碳中和”的大背景下，地质封存技术作为当前缓解排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对的封存。煤层封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出并抽出。研究人员对不同的煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质结构失稳，导致泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。依据文章内容，回答下列问题。（1）煤层封存过程，主要包含两大系统。（2）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压力范围内，煤对的吸附能力最强。（3）响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是_______(填标号)。A．纸张双面打印 B．出行乘坐公共交通工具 C．在生产生活中提倡使用节能用具【变式6-3】“碳中和”，我们一直在行动。我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。（1）“碳封存”2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。下列对超临界二氧化碳的理解正确的是___________(填序号)。A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同B．超临界二氧化碳容易燃烧C．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大D．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变（2）“碳转化”利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。与氨气在一定条件下可以合成尿素，化学式为，同时生成最常见的溶剂水，该反应化学方程式：。（3）低碳生活从我做起，你的低碳行动是(写出两条合理可行措施)。题型07一氧化碳的性质1.物理性质颜色气味溶解性密度2.化学性质（1）可燃性：一氧化碳燃烧时产生火焰，放出大量的热，生成的气体。其化学方程式为碳、一氧化碳、二氧化碳之间的相互转化转化关系及有关反应的化学方程式如下：（2）还原性①实验探究——一氧化碳还原氧化铜实验过程对应分析装置B装置的作用是，C装置的作用是步骤实验前先检验CO的纯度先通入一会儿CO(通CO的同时点燃尾气处理处的酒精灯),然后对装有CuO的位置加热反应结束后，先停止加热，继续通入CO至玻璃管冷却，最后停止通CO,熄灭尾气处理处的酒精灯现象①黑色粉末逐渐变成红色；②澄清石灰水变浑浊；③点燃尾气时，产生蓝色火焰CuO失去氧变成Cu,有性；CO得到氧变成CO₂,有性结论CO具有还原性:尾气处理一氧化碳是空气污染物，因此利用一氧化碳还原金属氧化物的实验，一定要进行尾气处理，否则会造成环境污染。尾气处理方法一般有两种：一是将多余的一氧化碳点燃(如图A、B);二是将多余的一氧化碳收集再利用(如图C)。②一氧化碳的还原性可用于冶金工业。例如，可利用一氧化碳的还原性来炼铁：。煤炉中的化学反应（3）毒性①CO有毒，本身没有气味，不易被人察