初中化学二氧化碳的性质、用途和制取归纳

复习二氧化碳的性质、用途和制取归纳

【考纲要求】

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。

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

②与水反应生成碳酸：C02+H20=H2C0；t碳酸能使紫色石蕊试液变红

二氧化碳化学性质③能使澄清的石灰水变浑浊：C0z+Ca（0H）2:CaCQ,I+乩0

，

④与灼热的碳反应：c+C0：：q=2C0

C①”品：大理石或石灰石和稀盐酸

②反应原理：CaC03+2HC1=CaC12+H,O+CO2t

实验室制法W③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

I⑥检验方法：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊

工业制法：燃烧石灰石CaCO3=^=Ca0+C02f

用途：灭火，光合作用，化工原料，制冷剂

【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：COz+tOHEOs

碳酸不稳定，易分解：H£5=IL0+C02t

（3）能使澄清的石灰水变浑浊：COz+Ca（OH）2:CaCOM+HQ该反应用于检验二氯化碳；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+CCL=^2CO（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO?是氧化

剂，C是还原剂）

3.用途：

⑴灭火（灭火器原理：Na2C03+2HCl=2NaCl+H20+C021）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）。

⑵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；CaCOa+21IC1=CaC12+II.O+-2O,t

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：

CaC0；）=^=Ca0+C02t

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：

L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C02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Na2c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，旦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。

考点三、几种常见物质的除杂、检验方法及相互转化的化学方程式

1.一氧化碳(或氧气、氢气等)中含有少量二氧化碳(CO[COJ)：将混合气通入氢氧化钠溶液中。

C02+2Na0H=Na2c0册2。

2.二氧化碳中含有少量一氧化碳(CO,[CO])：将混合气通过灼热的氧化铜。

CO+CuO-^-Cu+CO，

3.生石灰中含有少量碳酸钙(CaO[CaCO；t])：高温馔烧(不可加盐酸)。

CaCO3=^=Ca0+C02t

4.CO/的检验(CaCO3.NaEO,等碳酸盐)：加入适量稀盐酸，再将产生的气体通入澄清石灰水中。

CaC03+21ICl=CaCl2+H20+C0-tC024-Ca(0H)2=CaCO{I+IL0

5.几种物质间转化的主要化学方程式：

(1)C-*CO：2c+0?=^^2C0C+CO2=^=^2C0

占燃高温

(2)C-*CQ,：C+O2-=^=C()2C+2CuOT』Cu+C02f

3c+2Fe。T^3C0"+4Fe

点燃△

(3)CO-*CO,：2C0+O』^=^2C0，CO+CuO^=Cu+CO.

高温

3CO+Fe2O；4=2Fe+3C02

(4)CO2fH£03：CO2+H2O=H2CO3

(5)H2CO3-CO2：H£Oa=C021+H-0

(6)CO,-*CaCO;5:C02+Ca(011)2=CaCO：5I+H20

(7)CaCO：,一⑩：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2tCaCO：(=^^C02t+CaO

要点诠释：

1.除杂原则：不增加新杂质，不减少被提纯的物质，杂质与被提纯物质要易于分离。除杂不仅原理要正

确，而且操作要切实可行。

2.如要除去C0?中的少量C0,一般用还原CuO的方法，不能用点燃(少量C0不能点燃)或通入石灰水(可

除去C0?)来除去CO。若要除去CO中的CO?,一般用通入氢氧化钠溶液的方法来除去CO?。

【典型例题】

类型一、考查二氧化碳的性质、用途及实验室制法

C1.(重庆模拟)如图A中锥形瓶装石灰石，长颈漏斗中注入稀盐酸，则下列实验不能达目的是()

A.图A能成功制取并收集二氧化碳

B,若图B中试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳

C.图C用于干燥二氧化碳，则气体应a进b出

D,图D可用于证明二氧化碳密度比空气大且能灭火

【思路点拨】实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石

灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；二氧化碳能溶于水，密度比空

与大，不能燃烧，不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊。

【答案】A

【解析】

A、图A能成功制取二氧化碳，由于没有集气瓶，因此不能收真二氧化碳，该装置不能达到实验目的：

B、若图B中试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳，该装置能够达到实验目的；

C、图C用于干燥二氧化碳，则气体应a进b出，该装置能够达到实验目的；

D、D中，能够观察到蜡烛由下往上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，不支持燃烧，

该装置能够达到实验目的。故选A。

【总结升华】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设

计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。

举一反三：

【变式】固体CO?又称干冰，易升华。干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾，下列关于干冰灭

火的说法不正确的是（）

A.干冰升华时吸热，降低可燃物的着火点B.CO?覆盖在可燃物表面，隔绝空气

C.CO?不能支持燃烧D.干冰升华后不污染档案资料

【答案】A

【解析】着火点是物质的固有属性。干冰升华时吸热，不能降低可燃物的着火点。干冰灭火的原理是利

川干冰升华吸收，使温度降低到可燃物的着火点以下。

类型二、考查有关二氧化碳的性质、制法的综合实验题

C2.如图所示是制取二氧化微井验证二氧化碳性质的装置图。试回答卜.列问题：

（1）写出有标号的仪器名称：8，b,co

（2）用装置2来检验二氧化碳，则盛放的试剂名称是,反应现象是o

（3）用装置3证明二氧化碳与水反应生成碳酸,则装置3中除水外还应加入的试剂是,

实验现象是____________________________________

（4）装置4中放有燃着的高低不同的蜡烛，观察到的现象是，这个

现象说明二氧化碳具有的性质是、、，

【思路点拨】本题综合考查了二氧化碳的性质以及对相应实验现象的描述。二氧化碳与水反应生成碳酸,

碳酸具有酸性，能使紫色石浅试液变红。

【答案与解析】

（1）长颈漏斗广口瓶烧杯（2）澄清石灰水澄清石灰水变浑浊

（3）紫色石蕊试液紫色石蕊试液变红

（4）下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭不可燃不助燃密度比空气大

【总结升华】检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，而不能用燃着的木条，使燃着的木条熄灭的不一定是

二氧化碳气体。

歌3.我市某校研究性学习小组在老师指导下，对呼吸作用是否产生二氧化碳进行探究。现请你一同参

与：

［提出问题］呼吸作用是否产生二氧化碳？

［设计方案并进行实验］

小雪：在试管中加入2mL蒸储水，用一支玻璃导管插入水中吹气，结果未发现明显的现象。

小宁：在试管中加入2mL澄清石灰水，用玻璃导管向试管中的溶液吹气，产生的现象是：

,反应的化学方程式为：O

［解释与结论］根据他们的方案和实验，小雪方案中的实验原理用化学方程式表示为：；

小宁的结论为：o

［评价与反思］小雪的方案若加以完善，且继续实验，也能得到小宁同样的结论。

请你设计方案（要求写出实验操作及产生的现象）。

【思路点拨】由题意知，此探究实验的目的是证明人呼出的气体含有C02,因此小宁向澄清石灰水中呼

与，会观察到石灰水变浑浊，区为发生了反应CO^CaSlDzKaCO：；I“L0。而小雪往蒸偏水中吹气，由于

发生反应CO2+H2OH2CO3,而无明显现象，所以可以用检验碳酸存在的方法来证明CO?的存在，句所得溶液

中滴入1〜2滴紫色石蕊试液，溶液若变红即可。

【答案与解析】

［设计方案并进行实验］澄清石灰水变浑浊CO2+Ca（OH）,=CaCO31+FLO

［解释与结论］CO2+H2O=H2c（h呼吸作用有CO?产生

［评价与反思］向所得溶液中滴入1〜2滴紫色石蕊试液，溶液变红

【总结升华】此题借呼出气体佗探究情景考查了CO2的化学性质及碳酸的性质。

C4.化学是一门以实验为基砧的科学。利用图中仪器和装置FI答下列问题。

（1）配制一定质量分数的NaCl溶液，除需要量筒外，还需上述玻璃仪器中的_____（填序号）；用量

筒量取一定体积水，读数时视线应o

（2）实验室制取的CO?中常混有HC1气体，为除去CO?中少量的IIC1气体，不纯的气体应从E装置

管口进入；实验室收集二氧化碳时，可选用的收集装置是（填字母代号）。

【思路点拨】掌握常见化学仪器的用途、操作要点以及二氧化碳的实验室制取方法。

【答案】（1）②③与凹液面最低处相平（2）aA

【解析】

（1）配制溶液时实验仪器的掌握可结合操作步骤来进行，”计算、称量”用到的仪器有天平、药匙，量

筒、滴管），“溶解”用到的仪器有烧杯、玻璃棒等。（2）气体通过洗气瓶的顺序是长进短出

【总结升华】实验室制取的CO?中常混有HC1气体，不要选择氢氧化钠溶液来除去，因为在除去HC1气

体的同时也除去了CO,。川饱和微酸氢钠溶液不仅能除去氯化氢气体，还可以增加二氧化碳的量。

5.某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，并收集纯净的气体”的实验。设汁广如下方案进行

(1)写出所标仪器的名称：①。

(2)描述A中发生的现象：o

(3)根据我们所学的知识，你认为A装置和装置相连并产生现象时就足以

说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐；写出有关反应的化学方程式：o

(4)该同学想要收集一瓶纯净的该气体，连接上述装置的顺序是：(填写各接口字母)。其

中，C装置的作用是：,写出C中反应的化学方

程式：o

(5)写出用A装置还可以制取的日常生活中一种常见气体的化学反应方程式：o

并说出它的一个重要用途o

【思路点拨】鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，它能与盐酸反应产生二氧化碳气体。因此能够看到鸡蛋壳表

而有气泡产生，并逐渐溶解。要想证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，需要鉴定碳酸根离子，碳酸根离子

的检验除了需要A装置产生气体外，还需要验证产生的气体是二氧化碳，因此还需要盛澄清石灰水的装

置D,只要鸡蛋壳与盐酸反应产生的气体使澄清石灰水变浑浊，就可以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐。

由于盐酸具有挥发性，使产生的气体中混有少最的氯化氢气体，氯化氢气体可通入硝酸银溶液除去，只

有从长管d进从短管e排出，才能达到上述目的；此时得到的二氧化碳中含有水蒸气，需要通入浓硫酸

除去，同理应从b进c出；由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，因此应用向上排空气法收集，二

氧化碳气体只有从g进f出，才能将集气瓶中的空气排出，从而得到纯净的二氧化碳。固液常温反应制

母体时用A装置，实验室中用双氧水制氧气就符合这•规律，因此可用A装置制取氧气。

【答案与解析】

(1)长颈漏斗锥形瓶(2)有气泡产生

(3)D澄清石灰水变浑浊Ca(0II)2+C02=CaC031+ILOCaC03+2HCl=CaCl2+IL0+C021

(4)adebcgf吸收反应中混有的氯化氢气体AgNQ.+HCl=AgClI+HNO3

MnO.

(5)2H2O22H2O+O2t供给呼吸

【总结升华】本题难度较大。利用盐酸和鸡蛋壳制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体和水蒸气，很多

同学只是注意了除去这两种杂质，没有注意到用硝酸银溶液除去氯化氢气体后还会再混入水蒸气。题中

E装置在化学实验中用途广，分析时要注意其用途不同，长、短导气管的进口也不一样，因而对本装置

要仔细分清题目要求，然后分析解答。

06.过氧化钠(NaQ)可用在呼吸面具中作为氧气来源。NazOz能跟CO?反应生成02和另一种司体化合物

(用X表示)；它也能跟压0反应生成。2,化学方程式为:2附2()2+2出0=4网014+021。以下是某兴趣小组进行

的探究活动。

⑴利用如下图所示实验装置制取氧气，请I可答有关问题。

CD

①实验室制取CO?的化学方程式为O

②表明CO?未被Na@完全吸收的实验现象为o

③1可采用D装置收集，并用带火星的木条检验，这是利用了O’的哪些性质？

④若A装置产生的C0?中混有水蒸气，要检验干燥的CO。能否与NaQ?反应生成0?,以上实验装置应如何

改进？

⑵为探究X是哪种物质及其有关性质，同学们进行了如下分析和实验。

①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。通过对物质组成的分析，大家一致认为X肯定不是酸和碱,

理由是O

②同学们通过讨论和实验证明了X是Na£03。以下是他们设计的有关Na£03性质的探究实验，请根据卷

首资料提供的信息，将下表填写完整。

实验操作现象有关的化学方程式

实验一：取少量固体样品，

Na2C03+2HCl=2NaCl+H20+C02t

澄清石灰水变浑浊C()2+Ca(0H)2=CaC0：t1+ll20

实验二：取少量固体样品,

加水配成溶液，滴加适量有白色沉淀产生

的_________溶液

（3）7.8g过氧化钠与足量的水反应，生成氧气的质量是多少?若反应后得到了40g氢氧化钠溶液，请计算

氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。

【思路点拨】木题是一道粽合测试题，考查了物质的检验、实验探究及实验设计等。（1）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CaC034-2HCl=CaCl2+H20+C02t。如果

二氧化碳没有被完全吸收，C中的澄清石灰水会变浑浊。因为氧气的密度比空气的密度大，所以才可以

用向上排空气法收集氧气；因为氧气具有助燃性，所以可以用带火星的木条检验。要检验干燥的二氧化

碳能否和Na。发生反应，要在二氧化碳进入B装置前进行干燥，所以要在A和B之间增加干燥装置；为

了防止澄清石灰水中的水蒸气进入B装置，最好在B和C装置间也增加个干燥装置。（2）因为X是NazOz

和C0?反应生成的，根据质量守恒定律，Na。和C0?中都不含氢元素，所以不可能生成含氧元素的酸或碱。

（3）要计算氢氧化钠溶液的溶质质量分数，只要根据化学方程式直接算出氢氧化钠的质量，再和溶液

的质量40g相比就可以。

【答案与解析】

（1）①CaC03+2HCl=CaC12+H2+C02f

②澄清的石灰水变浑浊

③氧气密度比空气大，氧气有助燃性

④在A、B装置之间及B和C装置之间增加气体干燥装置（只答出在A、B装置间增加干燥装置也

算正确）

（2）①Na。和CO」都不含氢元索，根据质最守恒定律，二者反应后不可能生成含氢元素的酸或碱

②

实验操作现象有关的化学方程式

滴加稀盐酸，然后将产生的气体有气泡产

通入澄清的石灰水生

氯化钙或氯化钢等Na2C03+CaCl2=CaC0；t1+2NaCl或

Na2C03+BaCl2=BaC031+2NaCl等

（3）解：设生成氧气的质量为x,生成氢氧化钠的质量为y。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+021

15616032

7.8gyx

15632x7.8g…

32x156

1567.8g160x7.Ha

■■■=-h8g

160r156

氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为:8g+40g=20%

答：生成氯气的质量为1.6g,氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为20%o

【总结升华】本题的易错点主要是装置的改进和表格的填写。要检验干燥的二氧化碳能否和Na政发生反

应，要在二氧化碳进入B装置前进行干燥，所以要在A和B之间增加干燥装置，为了防止澄清石灰水中

的水蒸气进入B装置，最好在B和C装置间也增加个干燥装置。

举一反三：

【变式1】根据以下装置回答下列问题：

（2）实验室制取和收集二氧化碳气体所用的装置是（填字母），化学方程式为

（3）验证二氧化碳气体已收集满的方法是。

（4）氨气（NH。在通常状况下是一种无色有强烈刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，其

水溶液为氨水。实验室可用加热氯化镂和熟石灰两种固体混合物的方法制取