考点20  碳的氧化物

考点精讲

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)。

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

考向一、二氧化碳

1. 二氧化碳的物理性质

（1）物理性质

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

  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。

  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，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

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。

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

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。

真题解析

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

【答案】D

【解析】A、二氧化碳能使紫色石蕊试液变红色，是由于二氧化碳能与水化合生成了碳酸，反映二氧化碳的化学性质，故A不符合题意；B、二氧化碳能使石灰水变浑浊，是由于二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水。反映二氧化碳的化学性质，故B不符合题意；C、蜡烛熄灭，是由于二氧化碳不燃烧不支持燃烧，密度比空气大，既反映二氧化碳的化学性质又反映了二氧化碳的物理性质，故C不符合题意；D、杠杆左高右低，是由于二氧化碳的密度比空气大，只反映了二氧化碳的物理性质，故D符合题意。 故选D。

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

【答案】C

【解析】A、绿色植物进行的光合作用是将太阳能转换为化学能的过程，故正确；B、碳循环中将CO2被海水吸收转化为碳酸，为无机物，绿色植物进行的光合作用，将二氧化碳转化为有机物，故正确；C、吸收的CO2与钙化中释放的CO2的量不相等，吸收的二氧化碳多，故错误；D、钙化中释放CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O，故正确。故选C。

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

【答案】D。

【解析】A、低碳生活就是减少空气中二氧化碳的含量，多步行，少开车能减少二氧化碳的排放，故做法合理；

B、教科书循环使用可以减少森林的砍伐，树木可以通过光合作用吸收二氧化碳，同时还可以减少生产书所消耗的能，故做法合理；

C、出门随手关灯，能节约电能，能减少二氧化碳的排放，故做法合理；

D、经常使用一次性筷子，会造成森林砍伐，不利于环境保护，故做法不合理；

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

【答案】D。

【解析】A、由实验的现象可知，实验Ⅰ、Ⅱ说明醋酸可以使小花变红，说法正确；

B、实验Ⅲ说明二氧化碳不能使小花变红，说法正确；

C、实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ说明二氧化碳能与水发生化学反应，说法正确；

D、上述实验说明碳酸和醋酸具有相似的化学性质，二氧化碳和醋酸不具有相似的化学性质，说法不正确。

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

【答案】B。

【解析】A、澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，该选项说法正确；

B、上下两片滤纸条变红，并且下边的先变红，证明CO2与水反应生成碳酸，并且密度比空气大，该选项说法不正确；

C、燃烧的木条熄灭，说明二氧化碳通常不能燃烧，也不支持燃烧，该选项说法正确；

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，该选项说法正确。

突破提升

一、单选题

1．下列说法中不正确的是

A．老年人适当补钙，可以预防骨质疏松

B．含有黄曲霉素的霉变大米，可以清洗后煮熟食用

C．甲醛能与蛋白质发生反应，会严重危害人体健康

D．一氧化碳与血红蛋白结合能力很强，会导致人缺氧窒息死亡

2．下列图像不能正确反映对应变化关系的是

A．A B．B C．C D．D

3．下列表示的创新实验方案设计中，不能达到实验目的的是

A．探究木炭还原氧化铜

B．探究分子运动现象

C．探究石蜡中含碳、氢、氧元素

D．探究CO2能与水反应且密度比空气大

二、填空题

4．为鉴别盐酸、氯化钠、氢氧化钠、氢氧化钙四种溶液，各取少量溶液，分别滴加紫色石蕊试液，

(1)若溶液不变色，则为______；

(2)若溶液变成______色，则为______；

(3)若溶液变成______色，则为______和______；取这两种溶液，分别通入二氧化碳气体，变浑浊的是______，无现象的是______。

三、实验题

5．下列是实验室制备CO2，并验证CO2性质的实验装置图，按要求回答下列问题：

(1)写出标号仪器的名称：①______，②______。

(2)在检查装置A的气密性操作时，先向仪器②中注水至仪器①中液面达到如图所示高度，关闭活塞M和N，继续向仪器②中注水，若观察到______的现象，说明装置漏气。

(3)关闭活塞N，打开活塞M，向仪器②中加入稀盐酸，装置B中可观察到的现象是______，化学反应方程式是______。C中产生的化学变化化学方程式为______。

(4)关闭活塞M，打开活塞N。用A、D、E、F制取纯净干燥的CO2气体，装置D的作用是除去二氧化碳气体中存在的HCl气体；装置E中盛装______，用于除去CO2气体中的水分；当观察到G装置中______（选填“低处”或“高处”）的蜡烛熄灭，说明F中已收集满二氧化碳气体。

6．以下是初中化学气体制备的常见装置图，请回答以下问题：

(1)请写出仪器名称：①______。

(2)碳酸钠粉末与稀盐酸反应非常剧烈，小凡同学需用碳酸钠粉末和稀盐酸反应制备一瓶二氧化碳，则小凡同学最好选择装置______（填序号）作为发生装置。

(3)若实验室用高锰酸钾制取氧气，需对C装置进行改进，改进方法是______，写出高锰酸钾制取氧气的化学方程式：______。

(4)在用G装置收集二氧化碳时，可将燃着的木条靠近______（填“a”或“b”）端进行验满。

四、科普阅读题

7．阅读下列短文，回答问题。

北京2022年冬奥会三大赛区12个竞体场馆永久性设施基本完工，蓝图变为现实的背后，是无数攻坚克难的科技力量。在8座冰上场馆中，均选用了二氧化碳跨临界直接制冷系统。有着“冰丝带”之称的国家速滑馆，其屋顶为目前世界体育场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面，用钢量仅为传统钢结构屋面的四分之一。

(1)空气中二氧化碳的体积分数约为______。

(2)二氧化碳制冷原理是液态二氧化碳蒸发______热量，使环境温度降低，整个制冷系统的碳排放趋近于零，该技术有利于控制_______ 加剧。

(3)将生铁冶炼成钢时，组成中发生改变的是_______。

(4)钢是建筑业使用最多的材料之一，其具有的优良性能是_____（写一条）。

五、科学探究题

8．思维模型的建构既便于问题的解决，又能促进深度学。某小组同学对解决“气体检验”类问题建构了图1五个环节的思维模型：

【提出问题】检验甲烷燃烧后的气体产物成分是什么？

【推断猜想】猜想1：SO2、H2O；猜想2：CO2、H2O；猜想3：CO、H2O；猜想4：CO、CO2、H2O。

【分析讨论】“猜想1”不成立的原因是_____；

【查阅资料】Ⅰ．白色无水硫酸铜固体遇水会变成蓝色；

Ⅱ．CO2能与NaOH发生反应，而CO不能；

Ⅲ．相同条件下，NaOH在水中的溶解能力比Ca（OH）2强。

【设计实验】应用模型设计如图2方案（固定装置未画出），将气体产物通过该方案进行实验。

【分析讨论】如图2实验方案中，装置C属于上述思维模型中的_____环节；

【操作现象】Ⅰ．向装置中通入气体产物，观察到A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，E中澄清石灰水不浑浊。说明气体产物成分中一定有_____；

Ⅱ．通入一段时间气体产物后，点燃酒精灯，D中有红色固体生成，E中澄清石灰水变浑浊。请写出D中玻璃管里反应的化学方程式_____；

Ⅲ．关闭止水夹，熄灭酒精灯。

【得出结论】猜想4成立；

【分析讨论】装置E的作用是_____（选填字母序号）。

A．检验CO2

B．防止污染环境

C．防止加热时发生爆炸

9．某化学兴趣小组进行以下实验，探究“CO2与NaOH的化学反应”。

【实验1】配制NaOH溶液与CO2制备

(1)用NaOH固体配制20g20%NaOH 溶液，无需用到的玻璃仪器有_________(填标号)。

A．胶头滴管     B．酒精灯     C．量筒     D．烧杯     E.玻璃棒

【实验2】按如图1所示装置进行实验。

(2)实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面____(填“左高右低”或“左低右高”)。据此，甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。

(3)上述结论的证据不充足，理由是__________。

【实验3】乙同学用排水法和排空气法各收集一锥形瓶(100mL)CO2.如图将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量)，并利用压强传感器数据采集器和计算机等数字化实验设备，得到如图2所示的压强随时间变化的曲线图。

(4)请用化学方程式说明锥形瓶内压强变化的原因__________。

(5)该实验说明___________ 收集到CO2的含量较高(填“排水法”或“排空气法”)。

(6)反应进行到 150s时，锥形瓶内溶液中溶质的成分为___________(填化学式)，在该溶液中滴加足量的稀硫酸，产生气泡，该现象对应的化学方程式为__________。

六、计算题

10．某化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先将10 g样品放入烧杯中，再把100 g稀盐酸分5次加入该样品中（该实验条件下，杂质不与酸反应，也不溶解于水，忽略稀盐酸挥发），得实验数据如下表格。

(1)第二次产生气体总质量是______。

(2)求稀盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）

(3)在如图中画出加入稀盐酸质量与产生气体总质量之间的关系图，并标出转折点的坐标。