5.1 二氧化碳的性质与用途【五大题型】-2024-2025学年九年级化学上册举一反三系列（沪教版·全国2024）

第5章第1节 二氧化碳的性质与用途 【题型1 二氧化碳的物理性质】 【题型2 二氧化碳与水反应】 【题型3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 【题型4 二氧化碳不助燃的实验验证】 【题型5 二氧化碳的用途】 【知识梳理1 二氧化碳的物理性质】 通常状况下，二氧化碳是一种 、 的气体，标准状况下，二氧化碳的密度比空气 ，二氧化碳 溶于水，1体积水中能溶解 体积的二氧化碳气体，固态CO2又叫 。 【题型1 二氧化碳的物理性质】 【例1】把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，观察到如下图所示的现象，对气体X的分析正确的是 A．气体X难溶于水 B．气体X微粒间隙变小 C．气体X一定是 D．气体X不宜用排水法收集 【变式1-1】下列有关二氧化碳的实验中，只能证明其物理性质的实验是 A． B． C． D． 【变式1-2】某校化学课外小组的同学，利用塑料瓶（质软）设计了下图所示的实验。请你根据生活经验及所学的知识，结合实验回答下列问题： （1）请你分析并推测振荡后塑料瓶将发生的现象是 ； （2）发生该变化的原因是 。 【变式1-3】进入久未开启的地窖前要大致判断地窖里二氧化碳气体的“浓度”是否危及人身安全。 （1）小红预设的实验如下表所示，请你帮助她完成设计： 小红的方法 可能看到的现象 她的判断 一只小气球，充有空气后扎住口，放入地窖中 不能进入地窖 将点燃的蜡烛带到地窖里 （2）小刚想用打开的手电筒代替点燃的蜡烛，他的做法是否可行？理由是 。 【知识梳理2 二氧化碳与水反应】 向收集满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水，密封振荡，观察现象。 现象： 。 结论：二氧化碳能溶于水。 将汽水中的二氧化碳通入滴有紫色石蕊溶液的水中，现象是 ；说明二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红；然后再将试管加热，现象：溶液由红色变为紫色，说明碳酸 。 反应的化学方程式为 加热后反应的化学方程式为 【题型2 二氧化碳与水反应】 【例2】同学们为验证二氧化碳的有关性质设计了如图所示实验．请回答下列问题： （1）实验1中湿润紫色石蕊纸花变为红色，是因为 ； （2）实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验，将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中，能观察到棉球D先变色，棉球A后变色，通过此现象可验证关于二氧化碳的物理性质是 ． 【变式2-1】小明用如下图装置验证二氧化碳的性质。下列说法正确的是 A．实验可观察到纸花b比纸花a先变红 B．实验可观察到上层蜡烛比下层先熄灭 C．该实验可证明密度比空气大 D．该实验可证明能使石蕊变红 【变式2-2】用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。 （1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。 （2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。 【变式2-3】小组同学继续对CO2的性质进行了探究 （1）如图中，可证明CO2能与水反应的现象是 ，该过程中证明CO2密度比空气的大的现象是 。 （2）燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是 。 （3）向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水（如图），旋紧瓶塞后充分振荡，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 ，该反应的化学方程式为 。 【知识梳理3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，现象： 结论：二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水。 常利用此性质来检验二氧化碳气体。反应的化学方程式为 2 2 3 2 【题型3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 【例3】用石灰浆（主要成分氢氧化钙）粉刷墙壁，日久之后会变硬的主要原因是 A．水分蒸发了 B．熟石灰变成了生石灰（氧化钙） C．氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙 D．石灰浆干涸 【变式3-1】用下图实验研究CO2的性质。 （1）实验1中，向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约1/3体积的澄清石灰水，立即旋紧瓶盖，振荡。能证明CO2与Ca（OH）2发生反应的现象是 ，写出该反应的化学方程式 。 （2）实验2中，燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是 。 （3）实验2中，可证明CO2密度比空气的大的现象是 。 （4）实验2不能证明CO2与水反应的原因是 。 【变式3-2】助力“碳中和”，二氧化碳的性质、捕集与资源化利用是重要研究课题，下面是验证二氧化碳有关性质的实验。 步骤①：按图1连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手。 步骤②：两注射器中分别吸入50mL澄清石灰水和50mL稀盐酸（足量），再从中间瓶口通入CO2气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞。 步骤③：通过打开或关闭弹簧夹1和弹簧夹2，先后将注射器1和注射器2中液体全部注入三颈瓶中，充分反应直至压强不再改变。 步骤④：打开两个弹簧夹，将两个注射器的活塞都拉回原位，再关闭两个弹簧夹，继续测量压强变化。装置内压强随时间的变化如图2。 （1）步骤①的目的是 。 （2）在步骤②中检验三颈烧瓶中已充满CO2的方法是 。 （3）步骤③中，为缩短bd段实验时间，可采取的操作是 。 （4）最终装置内压强低于起始值的可能原因______（填字母）。 A．装置漏气 B．水吸收了部分CO2 C．部分CO2与石灰水反应 【变式3-3】无明显现象反应的可视化是一项重要的课题。某小组以“探究二氧化碳与氢氧化钠是否反应”为主题开展“化学反应可视化”的项目式学习。 【任务一】借助实验现象说明二者发生了反应，如图1： （1）实验时，将图1装置中的氢氧化钠溶液快速一次性注入集气瓶内，关闭活塞后振荡，观察到的现象是 ，根据现象有同学得出二氧化碳和氢氧化钠发生了反应的结论。 （2）大部分同学对（1）得出的结论提出质疑，建议将氢氧化钠溶液换成等体积的 ，重复上述操作，对比现象即可得出二者确实发生了反应。 【任务二】验证反应生成物说明二者发生了反应，如图2： （3）实验时，夹紧弹簧夹，将注射器中氢氧化钠溶液（过量）全部注入锥形瓶中，振荡，一段时间后，打开弹簧夹，观察到的现象为 。 （4）能够证明二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生反的化学方程式是 。 【任务三】利用数字化实验说明二者发生了反应，如图3、4： 按图3所示，打开压强传感器，观察到三颈瓶内初始压强为101kPa，将适量氢氧化钠溶液快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再减小后，再将适量的稀盐酸快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再增大后，将两个注射器活塞先后拉回原位（不进行活塞操作时，活塞不能自主移动）。瓶内压强变化如图4所示。 （5）图4中， （填序号）段的压强比初始压强低，说明瓶内的水能吸收CO2。 ①CD                ②DE            ③MN （6）图4中，DE段压强远低于MN段压强， （填“能”或“不能”）说明CO2与NaOH可以发生反应。 【知识梳理4 二氧化碳不助燃的实验验证】 将二氧化碳气体倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，观察现象。 现象： 。 结论： （化学性质）， （物理性质）。 【题型4 二氧化碳不助燃的实验验证】 【例4】利用下图装置研究CO2的性质。 A B C （1）A实验能得出CO2的性质有 （填序号）。 A．不能燃烧 B．不支持燃烧 C．密度比空气大 （2）B实验②中的现象是 。 （3）C实验，为了验证CO2能与H2O反应，①、②处可分别放置 。 【变式4-1】如图所示实验，说明了二氧化碳 A．不能燃烧，也不能支持燃烧；密度比空气的大 B．二氧化碳的密度比空气大 C．二氧化碳可与蜡烛发生反应 D．二氧化碳通常为无色无味的气体 【变式4-2】蜡烛（足量）在如图1密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断错误的是 A．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 B．该实验说明蜡烛燃烧消耗氧气 C．实验后向装置内倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊 D．蜡烛熄灭时瓶内气体只有二氧化碳 【变式4-3】二氧化碳是一种无色、无味的气体，应用广泛。如下图①②③是验证二氧化碳性质的实验。 ④是它在生活中的应用，图中只涉及二氧化碳物理性质的有 （填序号），图②实验中的实验现象是 ，说明CO2具有的化学性质是 ，汽水等碳酸饮料是利用二氧化碳有 的性质制成的。 【知识梳理5 二氧化碳的用途】 二氧化碳气体： ，液体二氧化碳用于灭火；原因： ；二氧化碳固体（干冰）：人工降雨、 ；原理： 。 【题型5 二氧化碳的用途】 【例5】绿色转化 二氧化碳的资源化利用是指将二氧化碳转化为有价值的产品或材料的过程，以减少其对环境的负面影响并实现其经济价值。如图是二氧化碳资源化利用的部分途径： （1）海水藻类通过光合作用可以转化二氧化碳，发生反应的化学方程式是 。 （2）化工产业中，常用原子经济百分比来衡量工艺效率，公式是：原子经济百分比。我国科学家首次实现二氧化碳和氢气在一定条件下直接合成乙醇，该反应同时生成水，写出反应的化学方程式 ，其原子经济百分比是 。 （3）使用可降解塑料代替聚乙烯等塑料可以解决的环境问题是 。 （4）除图中实例外，请列举生产、生活中二氧化碳的用途，并指出其应用的性质 （答一条即可）。 （5）践行绿色理念，共建美丽家园。下列做法正确的是___________（填字母编号）。 A．作物秸秆发酵制沼气 B．生活垃圾分类处理 C．废弃电池深埋地下 D．大力发展燃煤发电 【变式5-1】物质的性质决定了物质的用途，下列用途不是利用二氧化碳的化学性质的是 A．光合作用 B．制汽水 C．人工降雨 D．制尿素、制纯碱 【变式5-2】大棚蔬菜种植时，经常使用CO2作气体肥料，以下说法不正确的是    A．使用CO2可以增加产量 B．使用CO2期间可以大量浇水 C．人进去时，要先通风防窒息 D．CO2发生器要吊起来使用，因为CO2密度比空气大 【变式5-3】阅读下列短文，根据短文内容和所学知识回答问题： 大气中二氧化碳的含量增大有引发温室效应，造成海水酸化的危害，为控制二氧化碳的排放，可将其转化、再利用。 二氧化碳经过聚合可以变成性能与聚乙烯相似的塑料，由这种塑料制成的薄膜埋在土壤里几天后就会被细菌吞噬掉。如果用这种材料制作一次性快餐盒的话，不但解决了二氧化碳造成的环境问题，也解决了白色污染问题。 树叶是大自然的杰作，它只用二氧化碳、水和阳光就能制造出有机物和氧气。人造树叶的原理很简单，由一块普通的硅太阳能电池将光能转化为电能，在催化剂与电流的共同作用下，它像真正的树叶那样使水和二氧化碳转化为糖类并释放出氧气。 为控制二氧化碳的排放量，在250-350℃，6-8MPa下我国科学家已成功利用新型催化剂将二氧化碳和氢气合成甲醇，同时生成一种常温下最常见的无色液体，甲醇的化学式为。 （1）保持二氧化碳化学性质的最小粒子是 （填具体微粒名称）。 （2）二氧化碳引发海水酸化的原因是 （用化学方程式表示）。 （3）以下说法正确的是______。 A．二氧化碳聚合而成的塑料会产生白色污染 B．缓解温室效应的方法之一为植树造林 C．人造树叶和普通树叶都能缓解温室效应 D．二氧化碳在大气中的含量越低越好 （4）文中将二氧化碳转化为甲醇的化学方程式是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章第1节 二氧化碳的性质与用途 【题型1 二氧化碳的物理性质】 【题型2 二氧化碳与水反应】 【题型3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 【题型4 二氧化碳不助燃的实验验证】 【题型5 二氧化碳的用途】 【知识梳理1 二氧化碳的物理性质】 通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，标准状况下，二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能溶于水，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体，固态CO2又叫干冰。 【题型1 二氧化碳的物理性质】 【例1】把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，观察到如下图所示的现象，对气体X的分析正确的是 A．气体X难溶于水 B．气体X微粒间隙变小 C．气体X一定是 D．气体X不宜用排水法收集 【答案】D 【详解】A、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，试管中的液面上升，说明气体X能溶于水，试管内压强减小，使试管内液面上升，故A分析错误； B、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，试管中的液面上升，说明气体X能溶于水，试管内压强减小，使试管内液面上升，图示实验无法说明气体微粒间隙变小，故B分析错误； C、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，试管中的液面上升，说明气体X能溶于水，试管内压强减小，使试管内液面上升；二氧化碳能溶于水，可以使试管内气体减小，压强减小，可使试管内液面上升，但是气体X不一定是二氧化碳，故C分析错误； D、把盛满气体X的试管倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，试管中的液面上升，说明气体X能溶于水，则该气体不宜用排水法收集，故D分析正确； 故选：D。 【变式1-1】下列有关二氧化碳的实验中，只能证明其物理性质的实验是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、两个平衡的容器，其中一个中把一瓶二氧化碳像倒液体一样倾倒，说明其密度较空气的大，只能证明二氧化碳的物理性质，故选项正确； B、稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳，二氧化碳密度大，聚集在烧杯底部，又因为二氧化碳不支持燃烧，所以下方的蜡烛先熄灭，既有二氧化碳的化学性质，也有二氧化碳的物理性质，故选项错误； C、二氧化碳能溶于水，也能与与氢氧化钙溶液反应生成了难溶于水的碳酸钙，石灰水变浑浊，瓶子变瘪，证明了二氧化碳的化学性质，故选项错误； D、二氧化碳与水反应生成碳酸，故使紫色石蕊试液变红，证明了二氧化碳的化学性质，故选项错误。 故选A。 【变式1-2】某校化学课外小组的同学，利用塑料瓶（质软）设计了下图所示的实验。请你根据生活经验及所学的知识，结合实验回答下列问题： （1）请你分析并推测振荡后塑料瓶将发生的现象是 ； （2）发生该变化的原因是 。 【答案】 （1）塑料瓶变瘪 （2）二氧化碳溶于水，瓶内压强减小，大气压把塑料瓶压瘪 【详解】 （1）二氧化碳溶于水后，使塑料瓶的压强变小了，从而大气压将塑料瓶压瘪了，观察到的实验现象是：塑料瓶变瘪。 （2）发生该变化的原因是：二氧化碳溶于水后，瓶内压强减小，外界大气压作用把塑料瓶压瘪。 【变式1-3】进入久未开启的地窖前要大致判断地窖里二氧化碳气体的“浓度”是否危及人身安全。 （1）小红预设的实验如下表所示，请你帮助她完成设计： 小红的方法 可能看到的现象 她的判断 一只小气球，充有空气后扎住口，放入地窖中 不能进入地窖 将点燃的蜡烛带到地窖里 （2）小刚想用打开的手电筒代替点燃的蜡烛，他的做法是否可行？理由是 。 【答案】 （1）小气球悬浮在空中/放不进地窖中/放入地窖中后上浮 蜡烛熄灭 （2）不可行，手电筒能否发光与二氧化碳无关 【详解】 （1）由于二氧化碳的密度大于空气、二氧化碳不燃烧不支持燃烧，若将一只小气球，充有空气后扎住口，放入地窖中，小气球悬浮在空中或放不进地窖中或放入地窖中后上浮，说明地窖中二氧化碳的浓度较大，不能进入地窖；若将点燃的蜡烛带到地窖里，蜡烛熄灭，说明地窖中二氧化碳的浓度较大，不能进入地窖； （2）小刚想用打开的手电筒代替点燃的蜡烛，他的做法不可行，手电筒能否发光与二氧化碳无关。 【知识梳理2 二氧化碳与水反应】 向收集满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水，密封振荡，观察现象。 现象：软塑料瓶变瘪。 结论：二氧化碳能溶于水。 将汽水中的二氧化碳通入滴有紫色石蕊溶液的水中，现象是紫色石蕊溶液变红；说明二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红；然后再将试管加热，现象：溶液由红色变为紫色，说明碳酸很不稳定，易分解。 反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3 加热后反应的化学方程式为H2CO3=H2O+CO2↑ 【题型2 二氧化碳与水反应】 【例2】同学们为验证二氧化碳的有关性质设计了如图所示实验．请回答下列问题： （1）实验1中湿润紫色石蕊纸花变为红色，是因为 ； （2）实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验，将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中，能观察到棉球D先变色，棉球A后变色，通过此现象可验证关于二氧化碳的物理性质是 ． 【答案】 （1）二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸使紫色石蕊变为红色 （2）通常状况下，二氧化碳的密度比空气大 【详解】 （1）干花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色；湿花通二氧化碳前不变色，说明水不能使紫色石蕊变红色；通二氧化碳后变红色，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变为红色。 （2）将二氧化碳缓慢通入竖直放置的玻璃管中，观察到棉球D先变色，棉球A后变色，说明通常状况下，二氧化碳具有密度比空气的大的物理性质。 【变式2-1】小明用如下图装置验证二氧化碳的性质。下列说法正确的是 A．实验可观察到纸花b比纸花a先变红 B．实验可观察到上层蜡烛比下层先熄灭 C．该实验可证明密度比空气大 D．该实验可证明能使石蕊变红 【答案】C 【详解】A、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红。所以纸花a不变色。A不正确； B、由于二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，所以实验可观察到下层蜡烛比上层先熄灭。B不正确； C、该实验可观察到下层蜡烛比上层先熄灭，所以该实验可证明CO2密度比空气大。C正确； D、该实验可证明二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红。D不正确。 综上所述：选择C。 【变式2-2】用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。 （1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。 （2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。 【答案】 （1） Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 分子在不断运动 （2）先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红 【详解】 （1）澄清石灰水变浑浊发生反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；该实验中，二氧化碳和澄清石灰水没有直接接触，一段时间后，澄清石灰水变浑浊，说明分子在不断运动，当二氧化碳分子运动到澄清石灰水处时，二氧化碳和氢氧化钙反应，澄清石灰水变浑浊； （2）验证二氧化碳能与水反应，可先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红，说明二氧化碳和水发生了反应，故填：先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红。 【变式2-3】小组同学继续对CO2的性质进行了探究 （1）如图中，可证明CO2能与水反应的现象是 ，该过程中证明CO2密度比空气的大的现象是 。 （2）燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是 。 （3）向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水（如图），旋紧瓶塞后充分振荡，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和 ，该反应的化学方程式为 。 【答案】 （1）1、3处纸花变红色，2处纸花不变色 3处纸花比1处纸花先变红 （2）二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧 （3） 澄清石灰水变浑浊 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 【详解】 （1）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使干燥紫色石蕊纸花变色，因此可证明CO2能与水反应的现象是1、3处纸花变红色，2处纸花不变色； 观察到3处纸花比1处纸花先变红，能证明CO2密度比空气的大； （2）燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧； （3）二氧化碳能与澄清石灰水反应使澄清石灰水变浑浊，则向充满CO2的软矿泉水瓶中倒入澄清石灰水，旋紧瓶塞后充分振荡，能观察到的现象是软矿泉水瓶收缩变瘪和澄清石灰水变浑浊； 二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。 【知识梳理3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，现象：澄清石灰水变浑浊（或产生白色沉淀） 结论：二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水。 常利用此性质来检验二氧化碳气体。反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 【题型3 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应】 【例3】用石灰浆（主要成分氢氧化钙）粉刷墙壁，日久之后会变硬的主要原因是 A．水分蒸发了 B．熟石灰变成了生石灰（氧化钙） C．氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙 D．石灰浆干涸 【答案】C 【详解】石灰浆的主要成分是氢氧化钙，日久之后会变硬的主要原因是氢氧化钙可以和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，碳酸钙的一种白色的坚硬的固体； 故选：C。 【变式3-1】用下图实验研究CO2的性质。 （1）实验1中，向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约1/3体积的澄清石灰水，立即旋紧瓶盖，振荡。能证明CO2与Ca（OH）2发生反应的现象是 ，写出该反应的化学方程式 。 （2）实验2中，燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是 。 （3）实验2中，可证明CO2密度比空气的大的现象是 。 （4）实验2不能证明CO2与水反应的原因是 。 【答案】 （1） 瓶中澄清石灰水变浑浊 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O （2）不支持燃烧，不燃烧 （3）2 号纸花比 1 号纸花先变红 （4）无法排除 CO2 使石蕊变红（合理即可） 【详解】 （1）瓶中澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O； （2）燃着的木条熄灭，说明二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧； （3）实验中湿润的石蕊试纸2先变红、放在导管口的木条先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气的大； （4）没有设计对比试验证明二氧化碳不能使石蕊试液变红色。 【变式3-2】助力“碳中和”，二氧化碳的性质、捕集与资源化利用是重要研究课题，下面是验证二氧化碳有关性质的实验。 步骤①：按图1连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手。 步骤②：两注射器中分别吸入50mL澄清石灰水和50mL稀盐酸（足量），再从中间瓶口通入CO2气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞。 步骤③：通过打开或关闭弹簧夹1和弹簧夹2，先后将注射器1和注射器2中液体全部注入三颈瓶中，充分反应直至压强不再改变。 步骤④：打开两个弹簧夹，将两个注射器的活塞都拉回原位，再关闭两个弹簧夹，继续测量压强变化。装置内压强随时间的变化如图2。 （1）步骤①的目的是 。 （2）在步骤②中检验三颈烧瓶中已充满CO2的方法是 。 （3）步骤③中，为缩短bd段实验时间，可采取的操作是 。 （4）最终装置内压强低于起始值的可能原因______（填字母）。 A．装置漏气 B．水吸收了部分CO2 C．部分CO2与石灰水反应 【答案】 （1）检查装置的气密性 （2）将燃着的木条放在中间瓶口，木条熄灭，说明已经集满 （3）振荡三颈烧瓶 （4）B 【详解】 （1）步骤①的目的是：检查装置的气密性，按图1连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手，注射器活塞回到原位 ，说明装置气密性良好； （2）二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，在步骤②中检验三颈烧瓶中已充满CO2的方法是：将燃着的木条放在中间瓶口，木条熄灭，说明已经集满； （3）bd段压强减小，是因为注入了澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，二氧化碳被消耗，装置内气体减少，压强减小，为缩短bd段实验时间，可采取的操作是：振荡三颈烧瓶，增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； （4）A、c～d压强几乎不变，说明装置气密性良好，不符合题意； B、由于二氧化碳能溶于水，并与水反应，可以使装置中气体减少，压强减小，会导致最终装置内压强低于起始值，符合题意； C、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，滴加稀盐酸，稀盐酸先与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，无气体产生，压强保持不变，即为c~d段，d点之后，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，有气体生成，压强增大，所以石灰水已经反应完全，所以步骤④，最终装置内压强低于起始值，不会是因为部分二氧化碳和石灰水发生了反应，不符合题意。 故选B。 【变式3-3】无明显现象反应的可视化是一项重要的课题。某小组以“探究二氧化碳与氢氧化钠是否反应”为主题开展“化学反应可视化”的项目式学习。 【任务一】借助实验现象说明二者发生了反应，如图1： （1）实验时，将图1装置中的氢氧化钠溶液快速一次性注入集气瓶内，关闭活塞后振荡，观察到的现象是 ，根据现象有同学得出二氧化碳和氢氧化钠发生了反应的结论。 （2）大部分同学对（1）得出的结论提出质疑，建议将氢氧化钠溶液换成等体积的 ，重复上述操作，对比现象即可得出二者确实发生了反应。 【任务二】验证反应生成物说明二者发生了反应，如图2： （3）实验时，夹紧弹簧夹，将注射器中氢氧化钠溶液（过量）全部注入锥形瓶中，振荡，一段时间后，打开弹簧夹，观察到的现象为 。 （4）能够证明二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生反的化学方程式是 。 【任务三】利用数字化实验说明二者发生了反应，如图3、4： 按图3所示，打开压强传感器，观察到三颈瓶内初始压强为101kPa，将适量氢氧化钠溶液快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再减小后，再将适量的稀盐酸快速推入瓶内，振荡充分反应。待压强不再增大后，将两个注射器活塞先后拉回原位（不进行活塞操作时，活塞不能自主移动）。瓶内压强变化如图4所示。 （5）图4中， （填序号）段的压强比初始压强低，说明瓶内的水能吸收CO2。 ①CD                ②DE            ③MN （6）图4中，DE段压强远低于MN段压强， （填“能”或“不能”）说明CO2与NaOH可以发生反应。 【答案】 （1）气球胀大 （2）蒸馏水 （3）烧杯中的氯化钙溶液倒吸入锥形瓶中，产生白色沉淀 （4） （5）③ （6）能 【详解】 （1）实验时，将图1装置中的氢氧化钠溶液快速一次性注入集气瓶内，关闭活塞后振荡，二氧化碳气体被吸收，装置内压强减小，外界大气压将空气压入气球内，则观察到的现象是气球胀大； （2）由于二氧化碳能溶于水且与水反应也能产生相同的现象，所以可以将氢氧化钠溶液换成等体积的蒸馏水重复上述操作，通过对比现象可得出二者确实发生了反应； （3）实验时，夹紧弹簧夹，将注射器中氢氧化 钠溶液（过量）全部注入锥形瓶中，振荡，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳气体减少，锥形瓶内压强减小，一段时间后，打开弹簧夹，烧杯中的氯化钙溶液倒吸入锥形瓶中，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，有白色沉淀生成，故观察到的现象为烧杯中的氯化钙溶液倒吸入锥形瓶中，产生白色沉淀; （4）碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，有白色沉淀生成，说明锥形瓶中有碳酸钠生成，即可证明二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生反应，则能够证明二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生反的化学方程式是Na2CO3+ CaCl2=CaCO3↓+2NaCl; （5）若二氧化碳不溶于水，则反应前后气体体积相同，压强不变，而最终压强变小，说明有部分气体溶于水，造成气体体积减小，压强减小，则MN段的压强比初始压强低，说明瓶内的水能吸收CO2，故选:③； （6）DE段压强远低于MN段压强是因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生化学反应，造成压强明显减小，则DE段压强远低于MN段压强，能说明CO2与NaOH可以发生反应。 【知识梳理4 二氧化碳不助燃的实验验证】 将二氧化碳气体倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，观察现象。 现象：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。 结论：二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧（化学性质），二氧化碳的密度比空气大（物理性质）。 【题型4 二氧化碳不助燃的实验验证】 【例4】利用下图装置研究CO2的性质。 A B C （1）A实验能得出CO2的性质有 （填序号）。 A．不能燃烧 B．不支持燃烧 C．密度比空气大 （2）B实验②中的现象是 。 （3）C实验，为了验证CO2能与H2O反应，①、②处可分别放置 。 【答案】 （1）ABC （2）溶液由红色变紫色 （3）干燥石蕊试纸、湿润石蕊试纸 【详解】 （1）A实验中烧杯中蜡烛熄灭，说明二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧、二氧化碳的密度比空气大； 故选ABC； （2）B实验①中二氧化碳与紫色石蕊溶液中的水反应生成碳酸使紫色石蕊溶液变红，碳酸易分解，故实验②中试管中碳酸受热分解，故变红的石蕊溶液变为紫色； （3）C实验，为了验证CO2能与H2O反应，可利用干燥石蕊试纸、湿润石蕊试纸，二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色，说明二氧化碳不呈酸性，二氧化碳使湿润石蕊试纸变红，说明有酸性物质存在，故说明二氧化碳能溶于水。 【变式4-1】如图所示实验，说明了二氧化碳 A．不能燃烧，也不能支持燃烧；密度比空气的大 B．二氧化碳的密度比空气大 C．二氧化碳可与蜡烛发生反应 D．二氧化碳通常为无色无味的气体 【答案】A 【详解】A、将二氧化碳气体慢慢倒入燃着两只蜡烛的烧杯中，观察到的现象是下层的蜡烛火焰先熄灭，上层的蜡烛火焰后熄灭，这是因为CO2密度比空气大，二氧化碳不能燃烧、也不能支持燃烧，故A正确； B、下层的蜡烛火焰先熄灭，上层的蜡烛火焰后熄灭，这是因为CO2密度比空气大，故B错误； C、二氧化碳不能与蜡烛发生反应，故C错误； D、通过该实验不能证明二氧化碳通常为无色无味的气体，故D错误； 故选：A。 【变式4-2】蜡烛（足量）在如图1密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断错误的是 A．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧 B．该实验说明蜡烛燃烧消耗氧气 C．实验后向装置内倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊 D．蜡烛熄灭时瓶内气体只有二氧化碳 【答案】D 【详解】A、从图像可看出，蜡烛熄灭时，氧气的含量为15.96%，说明氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧，故选项说法正确； B、从图像可看出，氧气的含量逐渐减少，蜡烛燃烧消耗了氧气，故选项说法正确； C、蜡烛燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀，实验后向装置内倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确； D、蜡烛熄灭时瓶内气体除了二氧化碳外，还有氮气，同时还有氧气剩余，故选项说法错误； 故选：D。 【变式4-3】二氧化碳是一种无色、无味的气体，应用广泛。如下图①②③是验证二氧化碳性质的实验。 ④是它在生活中的应用，图中只涉及二氧化碳物理性质的有 （填序号），图②实验中的实验现象是 ，说明CO2具有的化学性质是 ，汽水等碳酸饮料是利用二氧化碳有 的性质制成的。 【答案】 ①④/④① 较低的蜡烛先熄灭，较高的蜡烛后熄灭 不能燃烧，也不支持燃烧 能溶于水，且与水反应生成碳酸 【详解】 ①实验证明二氧化碳的密度比空气大，涉及物理性质；②实验证明二氧化碳不支持燃烧、也不能燃烧，且密度比空气大，涉及物理、化学性质；③制作汽水等碳酸饮料二氧化碳能溶于水且与水发生化学反应，涉及物理、化学性质；④干冰制造云雾效果，升华吸热，涉及物理性质；只涉及二氧化碳物理性质的有：①④；图②实验中的实验现象是较低的蜡烛先熄灭，较高的蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，且二氧化碳不支持燃烧、也不能燃烧，其中CO2具有的化学性质是不能燃烧，也不支持燃烧。汽水等碳酸饮料是利用二氧化碳有能溶于水，且与水反应生成碳酸的性质制成的。 【知识梳理5 二氧化碳的用途】 二氧化碳气体：肥料、制汽水、温室气体，液体二氧化碳用于灭火；原因：不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大；二氧化碳固体（干冰）：人工降雨、舞台云雾、制冷剂；原理：干冰升华吸热，温度降低使空气中的水蒸气凝结成小水滴。 【题型5 二氧化碳的用途】 【例5】绿色转化 二氧化碳的资源化利用是指将二氧化碳转化为有价值的产品或材料的过程，以减少其对环境的负面影响并实现其经济价值。如图是二氧化碳资源化利用的部分途径： （1）海水藻类通过光合作用可以转化二氧化碳，发生反应的化学方程式是 。 （2）化工产业中，常用原子经济百分比来衡量工艺效率，公式是：原子经济百分比。我国科学家首次实现二氧化碳和氢气在一定条件下直接合成乙醇，该反应同时生成水，写出反应的化学方程式 ，其原子经济百分比是 。 （3）使用可降解塑料代替聚乙烯等塑料可以解决的环境问题是 。 （4）除图中实例外，请列举生产、生活中二氧化碳的用途，并指出其应用的性质 （答一条即可）。 （5）践行绿色理念，共建美丽家园。下列做法正确的是___________（填字母编号）。 A．作物秸秆发酵制沼气 B．生活垃圾分类处理 C．废弃电池深埋地下 D．大力发展燃煤发电 【答案】 （1） （2） 46% （3）白色污染 （4）灭火；密度比空气大，既不燃烧也不支持燃烧（合理即可） （5）AB 【详解】 （1）海水藻类通过光合作用可以转化二氧化碳，发生反应的化学方程式是：； （2）二氧化碳和氢气在一定条件下直接合成乙醇，该反应同时生成水，反应的化学方程式；其原子经济百分比是； （3）由塑料造成的环境问题是白色污染，所以使用可降解塑料代替聚乙烯等塑料可以解决的环境问题是白色污染； （4）二氧化碳密度比空气大，既不燃烧也不支持燃烧，可用于灭火（合理即可）； （5）A、作物收割的秸秆发酵后制沼气是资源的合理利用，符合绿色化学理念； B、生活垃圾分类处理，节约资源，减少污染，符合绿色化学理念； C、废弃电池深埋地下，会污染土壤和地下水，增大污染，不符合绿色化学理念； D、燃煤发电，会产生大量污染物，不符合绿色低碳理念； 故选AB。 【变式5-1】物质的性质决定了物质的用途，下列用途不是利用二氧化碳的化学性质的是 A．光合作用 B．制汽水 C．人工降雨 D．制尿素、制纯碱 【答案】C 【详解】A、植物的光合作用是利用二氧化碳在光照下能生成氧气，发生化学变化，故光合作用是利用二氧化碳的化学性质，不符合题意； B、制汽水是利用二氧化碳能与水反应生成碳酸，发生化学变化，故制汽水是利用二氧化碳的化学性质，不符合题意； C、干冰用于人工降雨是因为干冰易升华（干冰是二氧化碳固体，干冰升华是二氧化碳由固态直接变气态），使周围温度降低，水蒸气冷凝成水滴，没有发生化学变化，故人工降雨是利用二氧化碳的物理性质，符合题意； D、二氧化碳制纯碱、化肥，发生化学变化，故二氧化碳制纯碱、化肥是利用二氧化碳的化学性质，不符合题意； 故选：C。 【变式5-2】大棚蔬菜种植时，经常使用CO2作气体肥料，以下说法不正确的是    A．使用CO2可以增加产量 B．使用CO2期间可以大量浇水 C．人进去时，要先通风防窒息 D．CO2发生器要吊起来使用，因为CO2密度比空气大 【答案】C 【详解】A、绿色植物通过光合作用将二氧化碳合成有机物，故使用CO2可以增加产量，选项正确，不符合题意； B、绿色植物光合作用过程中将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，故使用CO2期间可以大量浇水，选项正确，不符合题意； C、二氧化碳不能供给呼吸，但植物光合作用会消耗二氧化碳生成氧气，产生的氧气能够供给呼吸，故人进入大棚时不会出现窒息现象，选项错误，符合题意； D、将CO2发生器吊起来使用，产生的二氧化碳由于密度比空气大，会向下飘动，与植物充分接触，促进植物光合作用，选项正确，不符合题意； 故选C。 【变式5-3】阅读下列短文，根据短文内容和所学知识回答问题： 大气中二氧化碳的含量增大有引发温室效应，造成海水酸化的危害，为控制二氧化碳的排放，可将其转化、再利用。 二氧化碳经过聚合可以变成性能与聚乙烯相似的塑料，由这种塑料制成的薄膜埋在土壤里几天后就会被细菌吞噬掉。如果用这种材料制作一次性快餐盒的话，不但解决了二氧化碳造成的环境问题，也解决了白色污染问题。 树叶是大自然的杰作，它只用二氧化碳、水和阳光就能制造出有机物和氧气。人造树叶的原理很简单，由一块普通的硅太阳能电池将光能转化为电能，在催化剂与电流的共同作用下，它像真正的树叶那样使水和二氧化碳转化为糖类并释放出氧气。 为控制二氧化碳的排放量，在250-350℃，6-8MPa下我国科学家已成功利用新型催化剂将二氧化碳和氢气合成甲醇，同时生成一种常温下最常见的无色液体，甲醇的化学式为。 （1）保持二氧化碳化学性质的最小粒子是 （填具体微粒名称）。 （2）二氧化碳引发海水酸化的原因是 （用符号表达式表示）。 （3）以下说法正确的是______。 A．二氧化碳聚合而成的塑料会产生白色污染 B．缓解温室效应的方法之一为植树造林 C．人造树叶和普通树叶都能缓解温室效应 D．二氧化碳在大气中的含量越低越好 （4）文中将二氧化碳转化为甲醇的符号表达式是 。 【答案】 （1）二氧化碳分子 （2） （3）ABC （4） 【详解】 （1）二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，保持二氧化碳化学性质的最小粒子是二氧化碳分子； （2）吸收大量CO2会导致海水酸化是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应的符号表达式为：； （3）A、二氧化碳经过聚合可以变成性能与聚乙烯相似的塑料，由这种塑料制成的薄膜埋在土壤里几天后就会被细菌吞噬掉，所以不会产生白色污染，故说法正确； B、植物的光合作用吸收二氧化碳，减少大气中的二氧化碳，所以缓解温室效应的方法之一为植树造林，故说法正确； C、人造树叶的原理很简单，由一块普通的硅太阳能电池将光能转化为电能，在催化剂与电流的共同作用下，它像真正的树叶那样使水和二氧化碳转化为糖类并释放出氧气，故说法正确； D、二氧化碳是植物光合作用的主要原料，空气中要保持一定含量的二氧化碳才有利于光合作用的进行，故说法错误； 故选ABC； （4）该反应为二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水，反应的符号表达式为：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$