初中九年级化学（沪教版）上册·核心知识清单

初中九年级化学（沪教版）上册·核心知识清单《探秘奇妙的二氧化碳：性质、制取与碳中和视野》一、二氧化碳的物理性质【基础】▲常温常压下，二氧化碳是一种无色、无味的气体。在标准状况下，其密度为1.977g/L，约为空气密度的1.5倍，因此我们能像倾倒液体一样将它从一个容器倒入另一个容器中。二氧化碳能溶于水，在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，溶解后可使紫色石蕊试液变色，但注意，这个变色过程伴随着化学变化。增大压强、降低温度时，二氧化碳会由气态变为液态，继续降温加压，可凝华为固态，固态二氧化碳俗称“干冰”。干冰是一种白色的雪花状固体，一个非常重要的特性是易升华，即直接从固态变为气态，而不经过液态阶段，这个过程会大量吸收周围的热量。该知识点在考试中常以选择题形式出现，考查学生对颜色、气味、密度、溶解性及干冰特性的记忆。高频考点是“干冰升华吸热”的原理应用，以及用向上排空气法收集二氧化碳的原因推断。二、二氧化碳的化学性质【核心】【高频考点】★★★▲1、不支持燃烧且本身不燃烧将二氧化碳气体缓慢倒入装有燃着蜡烛的烧杯中（如图），观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。这一实验现象证明了两点：①二氧化碳的密度比空气大（物理性质）；②二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧（化学性质）。因此，二氧化碳可用于灭火。但需注意，二氧化碳不支持一般可燃物的燃烧，但镁带等活泼金属却可以在二氧化碳中剧烈燃烧，生成氧化镁和碳，因此金属镁着火时不能用二氧化碳灭火器扑救。2、与水反应生成碳酸将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，试液变红。这是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸（H₂CO₃），碳酸能使紫色石蕊试液变红，反应的化学方程式为：CO₂+H₂O=H₂CO₃。碳酸很不稳定，容易分解，因此将上述变红的溶液加热，碳酸分解，红色溶液又变回紫色，反应的化学方程式为：H₂CO₃=CO₂↑+H₂O。这是一个非常重要的特性，也是中考的必考点，经常以实验探究题的形式出现，考查学生对比实验的设计思想，即证明使石蕊变红的物质是碳酸而非二氧化碳或水本身。3、与澄清石灰水反应【检验方法】将二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，这是因为生成了难溶于水的白色碳酸钙沉淀。这是实验室检验二氧化碳气体的最根本方法，反应的化学方程式为：CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。需要特别注意的是，如果持续通入二氧化碳，会发现浑浊的液体又重新变澄清，因为碳酸钙与水和二氧化碳反应生成了可溶性的碳酸氢钙，化学方程式为：CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca(HCO₃)₂。这一性质在描述“溶洞形成”、“水滴石穿”等地质现象时经常用到，也是拓展题的常见素材。4、与碳反应在高温条件下，二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，化学方程式为：C+CO₂=2CO（高温）。这是一个化合反应，也是吸热反应，在工业上用于制取发生炉煤气。5、不支持呼吸二氧化碳本身无毒，但空气中含量过高时会使人窒息。这是因为空气中二氧化碳浓度过高，导致氧气含量相对降低。因此，在进入久未开启的菜窖、地洞之前，必须先做“灯火实验”，如果灯火熄灭或燃烧不旺，说明二氧化碳含量过高，人不能进入。三、实验室制取二氧化碳【难点】【操作必会】★★★1、药品与原理实验室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。不用稀硫酸代替稀盐酸，因为反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面阻止反应进一步进行；也不用纯碳酸钙或碳酸钠粉末，因为反应速率太快，不易控制且成本较高。化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑2、发生装置与收集装置【重要】由于反应物是固体和液体，且反应不需要加热，因此发生装置应选择固液不加热型（与过氧化氢制氧气装置相同）。常用锥形瓶或试管作为反应容器，配有带导管的双孔橡皮塞，若使用长颈漏斗，其下端必须形成液封，即末端浸入液面以下，以防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗口逸出。由于二氧化碳能溶于水且密度比空气大，因此只能用向上排空气法收集。收集时，导管口应伸入集气瓶底部，以利于排尽空气。3、检验与验满【操作考点】检验方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳。验满方法：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已收集满。切不可将木条伸入瓶内。4、实验步骤与注意事项可概括为：查、装、定、收、验。查：检查装置气密性。装：先装入石灰石（块状），后加入稀盐酸。定：固定装置。收：收集气体。验：验满。注意：长颈漏斗末端必须液封；导管只需略伸出橡皮塞即可，以利于气体导出。四、二氧化碳的工业制法与用途1、工业制法工业上常用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳，同时得到生石灰。化学方程式：CaCO₃=CaO+CO₂↑（高温）。这是工业上制取生石灰和二氧化碳的主要途径。2、主要用途【基础】▲①灭火：利用其密度大且不支持燃烧的性质。②制碳酸饮料：利用其能溶于水且与水反应生成碳酸的性质。③气体肥料：植物光合作用需要二氧化碳。④制冷剂与人工降雨：干冰升华吸热，使周围空气中的水蒸气冷凝成水滴。⑤化工原料：用于生产纯碱、尿素等。五、自然界中的二氧化碳与碳中和【热点】★★1、自然界中的碳循环二氧化碳在自然界中不断循环。产生二氧化碳的主要途径有：动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解等。消耗二氧化碳的主要途径有：绿色植物的光合作用（将二氧化碳和水转化为有机物和氧气）、海水的吸收等。空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%0.04%。2、温室效应与碳中和二氧化碳是主要的温室气体之一。过量排放会导致全球气候变暖、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题。为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，我们一方面要减少二氧化碳的排放（如开发新能源、提高能源利用率、推广低碳生活），另一方面要增加二氧化碳的吸收（如植树造林、保护森林资源）。这是当前社会热点，常结合化学知识考查学生的环保意识和对新概念的理解。六、重要概念辨析【难点】▲1、化合反应与分解反应化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，特点“多变一”，如：CO₂+H₂O=H₂CO₃。分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，特点“一变多”，如：H₂CO₃=CO₂↑+H₂O。需注意，这两个反应是互逆过程，也是理解碳酸不稳定性的关键。2、关于二氧化碳的易错辨析（1）二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，但二氧化碳本身不是酸，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊变红。（2）二氧化碳能溶于水，但它的溶解性描述为“能溶于水”，不同于“易溶于水”，溶解度为1:1。（3）干冰不是冰，干冰是固态二氧化碳，冰是固态水。（4）二氧化碳不支持燃烧，但并非所有物质都不能在其中燃烧，如镁条。（5）温室效应的主要气体是二氧化碳，但还包括甲烷、氟氯烃、臭氧等。七、常见题型与解题策略1、实验探究题经常考察二氧化碳与水反应的对比实验。解题关键是理解控制变量法和对照实验的设计：分别将干燥的石蕊小花接触水、接触二氧化碳、同时接触水和二氧化碳，观察变色情况，从而得出二氧化碳本身不能使石蕊变色，是二氧化碳与水反应的生成物使石蕊变色的结论。2、鉴别与除杂题鉴别二氧化碳用澄清石灰水；除去CO中的CO₂杂质，可将混合气体通过足量的澄清石灰水或氢氧化钠溶液；除去CO₂中的CO，可将混合气体通过灼热的氧化铜（注意不能点燃，因为CO₂不支持燃烧）。3、计算题常结合石灰石样品与稀盐酸反应，测定样品中碳酸钙的质量分数。解题核心是：根据反应前后物质总质量减少的质量（即生成CO₂的质量），利用化学方程式求出参加反应的碳酸钙的质量，进而计算质量分数。4、简答题解释现象类：如解释久置的石灰水