6.2 二氧化碳的性质与应用-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练（仁爱科普版2024）

单元6 探秘碳的世界 课题2 二氧化碳的性质与应用 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1． 知道二氧化碳的性质和用途。 2． 掌握实验室制取二氧化碳的反应原理及步骤。 重点：实验室抽取二氧化碳的原理、装置，二氧化碳的收集、检验及验满。 难点：实验室制取气体的一般思路和方法，实验室制取二氧化碳的装置并验证其性质。 一、二氧化碳的性质和用途 1. 物理性质 （1）通常状况下，二氧化碳是一种 无色、无味 的气体，但在加压、降温条件下，二氧化碳气体可转变为液体或固体。固态二氧化碳外形与冰相似，所以被称为 “干冰” 。 （2）二氧化碳能溶于水，通常状况下 1 L 水中大约能溶解 1 L 二氧化碳气体。与氧气等气体一样，二氧化碳在水中溶解的量也与 温度 和气体的压强有关。CO2 （3）一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度 大 。 2. 二氧化碳的物理性质实验 【实验操作】如右图，将CO2气体慢慢倒入杯中。 【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。 【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部， 然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。 【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；② 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 （2）二氧化碳能溶于水实验。 【实验操作】向一个收集满二氧化碳气体质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。 【实验现象】瓶体变瘪。 【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。 【实验结论】二氧化碳能溶于水。 3. 二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，一般也 不支持 燃烧。当用燃着的木条靠近集满二氧化碳的气瓶口时，木条上的火焰会 熄灭 。实验室常用这种方法检验集气瓶中的二氧化碳是否集满。 （2）二氧化碳不能供给呼吸。 （3）二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙 [Ca(OH)2] 反应生成 碳酸钙（CaCO3） 白色沉淀。人们常用这一方法 检验 二氧化碳气体。 （4）二氧化碳与氢氧化钙的反应化学方程式： CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （5）溶解在水中的二氧化碳少部分能与水发生化学反应，生成一种酸性物质—— 碳酸（H2CO3）。碳酸能使紫色石蕊溶液变成 红色 ，但碳酸不稳定，受热容易分解成 二氧化碳 和 水 ，所以当二氧化碳从溶液中逸出后，红色石蕊溶液又重新变成紫色。 【名师点拨】 二氧化碳没有毒性，可以导致温室效应。 4. 二氧化碳的用途 （1）灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质） 原因：① 二氧化碳的密度比空气 大 ；② 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能 支持燃烧 。 灭火器化学反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2）干冰（固体二氧化碳）：干冰升华 吸收 大量的热，因此干冰可用于 人工降雨 、制冷剂。 （3）光合作用：作气体 肥料 ，可以提高农作物的产量。 二、二氧化碳的制取 1. 在工业上，常采用高温分解石灰石（主要成分为碳酸钙）的方法来制备纯度较高的二氧化碳。 化学方程式： CaCO3CaO+CO2↑ 2. 实验室制取 （1）原料：大理石或石灰石、稀盐酸。 （2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （3）发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（固体和液体混合，在常温下反应生成气体）。 （4）收集装置： 向上排空气法 收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）。 （5）检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明 漏气 ；若水面不下降，则表明 不漏气 。 （6）验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰 熄灭 ，证明二氧化碳已经收集满了。 （7）检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水 变浑浊 ，就证明收集的气体是二氧化碳。 （8）净化：如果制取的二氧化碳中混有少量 氯化氢气体 和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去 氯化氢 ），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去 水蒸气 并进行干燥）。 【名师点拨】 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。 一、判断题 （1）（2018秋•且末县校级期末）二氧化碳不能溶于水。 （2）（2024秋•肇源县月考）空气中二氧化碳越少越好。 （3）（2023秋•济宁期末）固态二氧化碳俗称干冰，升华时吸收大量热，可用作制冷剂。 （4）二氧化碳可作扑灭所有可燃物的灭火剂。 （5）（2024春•商城县校级期中）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 （6）绿色植物通过光合作用把无机物转化成有机物。 【答案】(1) ×　(2) ×　(3) √　(4) ×　(5) √　(6) √　 2．（2024•辽宁）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是（　　） A．作燃料 B．参与光合作用 C．固态二氧化碳用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答案】A 【解析】A、二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，不能用作燃料，故选项说法错误。 B、二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，故选项说法正确。 C、固态二氧化碳吸热，可用于人工降雨，故选项说法正确。 D、二氧化碳与水反应生成碳酸，可用于制碳酸饮料，故选项说法正确。 故选：A。 3．下列有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、二氧化碳使右面的蜡烛由下到上依次熄灭，证明了二氧化碳密度比空气大，且不助燃不可燃的化学性质，故A错误， B、瓶子变瘪，澄清石灰水变浑浊，验证的是二氧化碳的化学性质，故B错误， C、二氧化碳与水反应生成碳酸，使紫色石蕊变红，验证了二氧化碳的化学性质，故C错误， D、二氧化碳倾倒后右端下沉，只能证明二氧化碳的密度比空气大，故D正确。 故选：D。 4．用如图装置制取二氧化碳，有关说法正确的是（　　） A．为加快反应，可将大理石粉碎成粉末状 B．选用启普发生器的目的是使反应平稳进行 C．用浓盐酸代替稀盐酸，可产生更多的二氧化碳 D．收集时，在集气瓶口放置毛玻璃片，是为了减少二氧化碳逸散到空气中 【答案】D 【解析】A、启普发生器不能用粉末，否则无法实现反应的发生和停止，故该选项说法错误； B、启普发生器的主要优点是可以使反应随时进行或停止，故该选项说法错误； C、浓盐酸代替稀盐酸，并不能产生更多的二氧化碳，还与大理石的量有关，故该选项说法错误； D、集气瓶口放置毛玻璃的目的是阻止瓶中的气体和空气对流交换，从而收集到比较纯的二氧化碳，也能防止二氧化碳逸散到空气中，故该选项说法正确。 故选：D。 5．图中甲装置可作为实验室制取CO2的发生装置，下列说法正确的是（　　） A．M所指仪器的名称是广口瓶 B．仪器a、b插入双孔橡胶塞的先后顺序是先a后b C．甲装置可以用作实验室制氧气的发生装置 D．将甲中仪器a换成仪器乙，优点是能控制反应随时停止和进行 【答案】C 【解析】A、M 所指仪器的名称是锥形瓶，而不是广口瓶，故A错误； B、在双孔橡皮塞上应该先插入直角导管，因为如果先插长颈漏斗且要保证其下端接近锥形瓶底部，长颈漏斗的球形部分凸出双孔塞不高，会影响直角导管的旋转插入，所以仪器a、b插入双孔橡胶塞的先后顺序是先b后a，故B错误； C、甲装置为固液常温型发生装置，可以用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，即甲装置可以用作实验室制氧气的发生装置，故C正确； D、若将长颈漏斗改为分液漏斗，可通过控制活塞来控制反应的发生与停止以及反应速率，故D错误。 故选：C。 6．如图示，分别将固定在铁皮架上两支短蜡烛点燃，插入烧杯里，沿烧杯壁慢慢倾倒二氧化碳气体，可观察到的现象是：　 　，该实验体现了二氧化碳具有　 　、　 　、 　 　性质，利用此性质，二氧化碳可用于　 　。 【答案】蜡烛由下向上依次熄灭；不燃烧、不支持燃烧；密度比空气大；灭火 【解析】根据题意，由图可知：向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大，据此性质，二氧化碳可用于灭火。 7．二氧化碳通入石蕊试液中，试液由 　 色变成 　 　色，这是由于 　 　的缘故（用化学方程式解释）。将上述溶液加热后，溶液又从 　 　色变成 　 　色，反应的化学方程式为 　 　。 【答案】紫；红；CO2+H2O＝H2CO3；红；紫；H2CO3H2O+CO2↑ 【解析】二氧化碳通入石蕊试液中，二氧化碳能和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，试液由紫色变成红色，反应的化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；将上述溶液加热后，碳酸不稳定，受热后又会分解为水和二氧化碳，溶液又从红色变成紫色，反应化学方程式为H2CO3H2O+CO2↑。 8．实验室制取二氧化碳的药品是 　 　，反应的化学方程式为 　 ，收集满CO2的集气瓶应 　 　放在桌面上。 【答案】石灰石或大理石和稀盐酸；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；正 【解析】实验室利用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，石灰石或大理石的最主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳密度比空气大，则收集满CO2的集气瓶应正放在桌面上；故答案为：石灰石或大理石和稀盐酸；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；正。 9．实验室制二氧化碳的原料是　 　和　 　，制取的化学方程式为　 　。实验室制二氧化碳之所以不用浓盐酸，是因为浓盐酸易　 　，在产生的二氧化碳中会含有　 　气体。不用硫酸的原因是碳酸钙与硫酸的生成物之一　 　（填物质名称）是一种　 　（易、微、难）溶于水的物质，覆盖在大理石表面而阻止反应的继续进行。 【答案】石灰石，稀盐酸；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；挥发；氯化氢；硫酸钙；微 【解析】实验室中常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，二者反应生成氯化钙、水和二氧化碳；浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体所以不选用浓盐酸，碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水覆盖在大理石表面。 10．兴趣小组对二氧化碳的性质进行探究，设计了下列实验，请回答问题： （1）图A实验可以说明二氧化碳的化学性质是 　 　； （2）图B向装满二氧化碳的软塑料瓶中倾倒约的澄清石灰水，迅速盖好瓶盖，振荡。 ①观察到的现象是 　 　； ②该实验 　 　（选填“能”或“不能”）证明CO2能和水反应。 （3）图C中观察到湿润的紫色石蕊小花变红，说明 　 　（填物质名称）呈酸性。 【答案】（1）不可燃、不助燃； （2）①塑料瓶变瘪，澄清石灰水变浑浊；②不能； （3）碳酸 【解析】（1）实验A中，缓慢倾倒CO2气体可以观察到蜡烛自下而上熄灭，说明二氧化碳具有不能燃烧、不能支持燃烧的化学性质，密度比空气大的物理性质。 （2）①实验B，向装满二氧化碳的软塑料瓶中倾倒约的澄清石灰水，迅速盖好瓶塞，振荡，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，使瓶内压强减小，观察到的现象是塑料瓶变瘪，澄清石灰水变浑浊。 ②该实验不能证明CO2能和水反应，二氧化碳和水反应无明显现象，而且塑料瓶变瘪是因为氢氧化钙和二氧化碳反应。 （3）图C中观察到湿润的紫色石蕊小花变红，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊变红。 ►问题一 二氧化碳的物理性质 【典例1】 某小组利用图1装置研究25℃时二氧化碳的溶解性。打开止水夹，向3个充满二氧化碳的100mL烧瓶中，分别注入20mL、40mL、60mL蒸馏水，关闭止水夹，振荡前后压强的变化如图2。下列说法不正确的是（　　） A．曲线①中ab段对应的操作是迅速注入蒸馏水 B．曲线①中c点和e点可能进行了振荡 C．曲线③对应的实验是注入60mL蒸馏水 D．终点气压高于初始的原因可能是在25℃时，1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积 【答案】C 【解析】A、曲线①中ab段压强迅速增大，是因为迅速注入蒸馏水的缘故，A正确； B、c点到e点压强明显减小，通过振荡操作使二氧化碳与水充分接触，所以使得压强明显减小，B正确； C、曲线③加入水后压强上升最小，说明进入水的体积最小，100﹣150s曲线3减小压强最少，是因为注入的水最少，是20ml，C不正确； D、终点气压高于初始原因可能是在25℃时，1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积，D正确。 故选：C。 【解题必备】 1. CO2的物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。 2. 将二氧化碳加压可变成无色液体，液态二氧化碳减压迅速蒸发时，一部分气化吸热，二另一部分骤冷变成雪状固体，将雪状固体压缩，成为冰状固体，即俗你“干冰”。“干冰”可直接升华变成气体吸热（可用作制冷剂）。 【变式1-1】1．依据如图实验，不能得到的二氧化碳的性质是（　　） A．不可燃 B．不支持燃烧 C．能溶于水 D．密度大于空气 【答案】C 【解析】图中实验，倾倒二氧化碳时，会观察到下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭；下层的蜡烛先熄灭，说明了CO2密度比空气的大；蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧。 故选：C。 【变式1-2】 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 【解析】A、二氧化碳可以像倒水一样倾倒，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、碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，蜡烛自下而上依次熄灭，证明二氧化碳的密度比空气大的物理性质和不支持燃烧、不能燃烧的化学性质，故选项错误； C、二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，石灰水变浑浊，瓶内压强减少，使塑料瓶变瘪，是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，使紫色石蕊溶液变红，是二氧化碳的化学性质，故选项错误。 故选：A。 ►问题二 二氧化碳的化学性质 【典例2】 在如图气密性良好的装置中充满了二氧化碳气体，往2支试管中分别缓缓注入5mL含有石蕊试液的水和5mL澄清石灰水。下列叙述不正确的是（　　） A．观察到左边试管内液体变红色，右边试管内石灰水变浑浊 B．碳酸使紫色的石蕊试液变为红色 C．充分反应后，U形管中的液面左边高于右边 D．相同体积的水和石灰水，石灰水吸收的二氧化碳较多 【答案】 C 【解析】 二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，右边试管内石灰水有浑浊现象产生，故选项说法正确；二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，则左边试管内液体变红色，故选项说法正确；右侧二氧化碳反应消耗的量远大于左侧二氧化碳溶于水或与水反应的量，所以右侧的气压变的比左侧低，所以右侧液面上升，故选项说法错误；二氧化碳能溶于水，但溶解量不大，相同体积的水和石灰水，石灰水吸收的二氧化碳较多，故选项说法正确。 故选C。 【解题必备】 二氧化碳的化学性质 1．二氧化碳无毒，不能燃烧，也不能支持燃烧，还不能供给呼吸（它是一种窒息性气体）。 2．二氧化碳能与澄清的石灰水反应，使之变浑浊；该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。 3．二氧化碳能与炽热的碳反应，生成一氧化碳．该反应的化学方程式为：CO2+C2CO。 4．二氧化碳与水被绿色植物利用，而进行光合作用的反应，合成有机物（主要是淀粉）。 【变式2-1】 （2024•四川泸州）向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，注入适量的蒸馏水，盖上玻璃片，上下振荡，再将其倒置（如图），把手移开，玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是（　　） A．玻璃片没有掉下，证明瓶内气压大于大气压 B．玻璃片没有掉下，证明CO2与水发生了反应 C．振荡后试纸变红，证明CO2与水反应产生了酸 D．振荡后试纸变红，证明CO2能与石蕊反应变红 【答案】C 【解析】A、向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，注入适量的蒸馏水，盖上玻璃片，上下振荡，再将其倒置，把手移开，玻璃片没有掉下来，玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，故选项说法错误。 B、玻璃片没有掉下，不能证明CO2与水发生了反应，也可能是二氧化碳溶于水造成的，选项说法错误。 C、向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，蓝色石蕊试纸不变红，说明CO2不能与石蕊反应变红；蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红，证明CO2与水反应产生了酸，故选项说法正确。 D、向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，蓝色石蕊试纸不变红，说明CO2不能与石蕊反应变红，故选项说法错误。 故选：C。 【变式2-2】 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，并进行如下实验： 步骤 实验操作 实验现象 ① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色 ② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化 ③ 第三朵纸花直接放入盛满CO2的集气瓶中 纸花颜色无明显变化 ④ 第四朵纸花喷上水后，再放入盛满CO2的集气瓶中 纸花由紫色变成红色 下列说法中正确的是（　　） A．步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有 B．步骤②中若用NaOH溶液代替水，纸花颜色也无明显变化 C．步骤②、④可证明CO2气体能使干燥的纸花变成红色 D．上述实验可证明CO2与水反应生成酸 【答案】D 【解析】A.石蕊遇到酸溶液显红色，因此步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+，故错误； B.石蕊遇到碱溶液显蓝色，步骤②中若用NaOH溶液代替水，纸花颜色变为蓝色，故错误； C.二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使石蕊试液变红；因此步骤②、④不能证明CO2气体能使干燥的纸花变成红色，③、④能证明CO2气体不能使干燥的纸花变成红色，故错误； D.第一个实验证明酸可使石蕊变红，②实验证明水不能使石蕊变色；③实验证明干燥的二氧化碳不能使干燥的纸花变成红，④实验能证明CO2气体的水溶液能使干燥的纸花变成红色，因此上述实验可证明CO2与水反应生成酸，故正确。 故选：D。 ►问题三 二氧化碳的用途 【典例3】 下列操作或用途中，与二氧化碳的物理性质、化学性质都有关的是（　　） A．二氧化碳用作气体肥料 B．二氧化碳用作化工原料 C．二氧化碳制成干冰 D．二氧化碳可用来灭火 【答案】D 【解析】 二氧化碳用作气体肥料是利用二氧化碳进行光合作用，只利用了二氧化碳的化学性质，不符合题意；二氧化碳用作化工原料只利用了二氧化碳的化学性质，不符合题意；制干冰是利用了二氧化碳易变成固体这一物理性质，不符合题意；二氧化碳用来灭火是利用二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧的化学性质和密度比空气大的物理性质，符合题意。 故选D。 【解题必备】 二氧化碳的用途 （1）灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质） 原因：① 二氧化碳的密度比空气大；② 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 灭火器化学反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2）干冰（固体二氧化碳）：干冰升华 吸收 大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。 （3）光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。 【变式3-1】 CO2可用于灭火，下列性质与该用途无关的是（　　） A．能与水反应 B．不支持燃烧 C．不可燃 D．密度大于空气 【答案】A 【解析】二氧化碳的密度比空气大，不可燃、也不支持燃烧，因此二氧化碳可用于灭火，与能否与水反应无关。 故选A。 【变式3-2】 下列二氧化碳的用途既利用其物理性质又利用其化学性质的是（　　） A．液态二氧化碳用作灭火剂 B．工业制纯碱、尿素 C．干冰用于制造舞台上的云雾 D．用作农作物的气体肥料 【答案】A 【解析】 用作灭火器灭火，是利用了二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧且密度比空气大的性质，即利用物理性质，又利用化学性质，符合题意；二氧化碳用于工业制纯碱、尿素，是利用了化学性质，不符合题意；干冰升华吸热，可用于制造舞台云雾，是利用了物理性质，不符合题意；二氧化碳用于农作物的气体肥料，是利用了化学性质，不符合题意。 故选A。 ►问题四 二氧化碳气体制取的装置与净化 【典例4】 利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 【答案】C 【解析】A、CO2可溶于水，但是不溶于饱和碳酸氢钠溶液，可以用C装置收集二氧化碳，故选项说法错误。 B、A装置中的长颈漏斗末端在液面以上，生成的气体会从长颈漏斗逸出，不能收集二氧化碳，故选项说法错误。 C、选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2，将碳酸氢钠饱和溶液从长导管排出，故选项说法正确。 D、选择B、C两种装置，导管b接导管c，不能将饱和碳酸氢钠溶液排出，不能收集到一瓶CO2，故选项说法错误。 故选：C。 【解题必备】 二氧化碳的净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。 【变式4-1】 实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，下列装置及操作，正确的是（　　） A．加入石灰石 B．制取装置 C．收集装置 D．处理废弃药品 【答案】C 【解析】向试管中装石灰石时，先将试管横放，用镊子把石灰石在试管口，再慢慢将试管竖立起来，图中所示操作错误；该装置中，长颈漏斗的下端没有伸入液面以下，会导致生成的气体由长颈漏斗逸出，图中所示操作错误；二氧化碳的密度比空气大，所以用图示装置收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管进入，图中所示操作正确；实验后的废液要倒入废液缸内，不能倒入水池，以免造成水污染，图中所示操作错误。 【变式4-2】 下列是某兴趣小组制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中错误的是（　　） A．甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好 B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出 C．丙图装置中植物油的作用是为了防止二氧化碳气体溶于水 D．丁图中为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为氢氧化钠溶液 【答案】D 【解析】该装置的气密性检查方法是：当推动注射器的活塞时，锥形瓶内的空气体积减小压强增大，把水压入长颈漏斗中，若气密性好则会液面上升，形成一段稳定的水柱，故A正确；长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止生成的气体从长颈漏斗中逸出，故B正确；二氧化碳能溶于水，图装置中植物油的作用是防止二氧化碳气体溶于水，故C正确；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，但无明显现象发生，不能检验二氧化碳气体，检验二氧化碳气体应用澄清的石灰水，故D错误。 故选D。 ►问题五 二氧化碳的操作步骤与注意事项 【典例5】 在实验室制取二氧化碳的实验中，下列装置和操作正确且规范的是（　　） A．检查装置气密性 B．加入大理石 C．制取CO2 D．收集CO2 【答案】D 【解析】A、该装置中的长颈漏斗与外界相通，没有形成密闭系统，无法用此方法检查该装置的气密性，故A操作错误； B、向锥形瓶内添加块状固体时，应先将锥形瓶横放，用镊子将固体放入锥形瓶口，再慢慢将锥形瓶竖起，使其滑落至容器底部，故B操作错误； C、该装置中的长颈漏斗下端没有伸入液面以下，会导致生成的二氧化碳由长颈漏斗逸出，无法收集到二氧化碳气体，故C操作错误； D、二氧化碳的密度比空气大，用图示装置收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管通入，故D操作正确。 故选：D。 【解题必备】 1．二氧化碳的实验室制法是用稀盐酸与大理石（或石灰石。其主要成分都是碳酸钙）反应来制取。其反应原理是CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O。 2．具体操作步骤和注意事项分别是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）。 3．二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口，如果木条熄灭则说明瓶内已收集满二氧化碳。 【变式5-1】 某同学在研究二氧化碳制取时，进行了如下操作，下列相关装置及操作正确的（　　） A．二氧化碳的制取 B．二氧化碳的收集 C．二氧化碳的收集 D．二氧化碳的验满 【答案】A 【解析】 A、实验室可用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，反应为固液常温反应，图中所示操作正确。 B、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，图中所示操作错误。 C、二氧化碳的密度比空气的大，应选向上排空气法，而不是向下排空气法收集，图中所示操作错误。 D、二氧化碳验满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，而不是伸入瓶中，图中所示操作错误。 故选：A。 【变式5-2】 下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是（　　） A．连接仪器 B．检验气体 C．干燥气体 D．收集气体 【答案】D 【解析】A、连接仪器时，要把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，刺伤手心，故选项图示错误； B、二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，因此常用澄清石灰水检验二氧化碳，能使石蕊试液变色不一定二氧化碳，例如氯化氢也能使石蕊试液变红色，故选项图示错误； C、二氧化碳能与氢氧化钠固体反应生成碳酸钠和水，不能用氢氧化钠固体干燥二氧化碳气体，故选项图示错误。 D、二氧化碳密度大于空气，收集二氧化碳气体应从长管通入，空气从短管排出，故选项图示正确。 故选：D。 ►问题六 实验室制取二氧化碳 【典例6】 某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的部分实验报告。 【实验原理】　 　（用化学方程式表示）。 【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2，应选用下列装置中的 　 　（填字母）。 【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法：　 　。 【反思交流】结合实验，你认为该实验的注意事项有：　 　（写一条即可）。 【答案】【实验原理】CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O； 【实验装置】BC； 【实验步骤】把燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满； 【反思交流】制取二氧化碳时，不能将稀盐酸换成浓盐酸或长颈漏斗下端管口应伸入液面以下 【解析】【实验原理】大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O； 【实验装置】反应物是固体与液体反应，反应条件是常温，则应选B固液常温型装置，二氧化碳的密度比空气大，应采用C向上排空气法收集，故实验室制取并收集一瓶CO2，应选用下列装置中的BC； 【实验步骤】二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，验证集气瓶中CO2气体已集满的方法是把燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满； 【反思交流】该实验的注意事项有制取二氧化碳时，不能将稀盐酸换成浓盐酸，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止气体从长颈漏斗中逸出。 【变式6-1】 某同学利用所学的化学知识在实验室制取CO2。 （1）写出图中仪器①的名称：　 　。 （2）实验室用石灰石与稀盐酸制取CO2的化学方程式为　 　；为了控制反应速率，发生装置应选择　 　（填字母序号）。实验时，装置C中长颈漏斗下端需插到液面以下，其目的是　 　。 （3）收集CO2一般采用向上排空气法，因为CO2密度比空气　 　。若选用装置E收集CO2，需在　 　（填“a”或“b”）导管口放置燃着的木条进行验满。 【答案】（1）锥形瓶；（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；B；防止生成的气体从长颈漏斗下口逸出； （3）大；b 【解析】（1）锥形瓶是常用的反应容器； （2） 实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；分液漏斗可以控制反应的速率，实验时，装置C中长颈漏斗下端需插到液面以下，其目的是：防止生成的气体从长颈漏斗下口逸出； （3）二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；若选用装置E收集CO2，需在b导管口放置燃着的木条进行验满。 【变式6-2】 实验室制取气体的部分装置如图所示。 （1）若用高锰酸钾为原料，装置A中缺少的仪器是 　 　。 （2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 　 　，实验室一般不用D装置收集二氧化碳，原因是 　 　。 （3）用B装置制取二氧化碳，可以使反应暂时停止的实验操作是 　 　。 （4）用C装置收集二氧化碳，检验二氧化碳是否集满，可将燃着的木条置于装置C的 　 　（填“b”或“c”）端管口处观察现象。 【答案】（1）酒精灯； （2）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳能溶于水； （3）关闭开关；（4）c 【解析】（1）高锰酸钾在加热的条件下分解，该反应需要加热，因此还缺少酒精灯； （2）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集； （3）能使反应暂时停止的实验操作是关闭开关，反应生成的气体将液体试剂压入长颈漏斗，液体试剂与固体试剂分离，反应停止； （4）二氧化碳的密度比空气大，若用装置C收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管通入，验满时将燃着的木条放在c导管口处，若木条熄灭，证明二氧化碳已满。 ►问题七 实验室制取气体的一般思路 【典例7】 如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。 （1）实验室制取CO2的化学方程式为 　 　。检验二氧化碳的方法是 　 。 （2）氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，实验室制取氨气的发生装置可选用 　 　（填字母）装置，若用F装置收集氨气，则气体应从 　 　（填“a”或“b”）端通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，其目的是 　 　。 【答案】（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳； （2）A；b； （3）防止生成的气体从长颈漏斗逸出 【解析】（1）实验室制取二氧化碳的药品为石灰石或大理石和稀盐酸；石灰石或大理石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；该反应为固液常温反应，发生装置选B，二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集装置选D；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则检验二氧化碳的方法为：向集气瓶中倒入澄清石灰水，振荡，变浑浊则说明为二氧化碳。 （2）实验室制取氨气的反应为加热固体的反应，发生装置选A，氨气密度比空气小，用F装置收集时，气体应从b口通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗中逸出。 【变式7-1】 如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　 　，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　 　（填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　 　。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　 　。 【答案】（1）长颈漏斗； （2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；n；将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳； （3）节约资源 【解析】（1）仪器①的名称是长颈漏斗。 （2）用石灰石和稀盐酸制取CO2气体的反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；因二氧化碳的密度大于空气密度，所以用B装置收集二氧化碳时，气体应从n端通入；因二氧化碳不支持燃烧，不燃烧，所以验满方法是将燃着的木条放在m导管口处，若木条熄灭则说明收集满一瓶二氧化碳。 （3）在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中，改进后的优点能节约资源等。 【变式7-2】 实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 【答案】（1）B；CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （2）二氧化碳密度比空气大；（3）石灰石；（4）2KClO32KCl+3O2↑。 【解析】（1）实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温，制取二氧化碳选用的发生装置是B，发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑； （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是：二氧化碳密度比空气大； （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量石灰石比较合理； （4）A装置制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，试管口没有棉花，应该是氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和水，化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑。 1．下列不属于CO2用途的是（　　） A．灭火 B．作燃料 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答案】B 【解析】二氧化碳的密度比空气大，不燃烧且不支持燃烧，可用于灭火，故A正确；二氧化碳不具有可燃性，不能作燃料，故B错误；固态二氧化碳可用于人工降雨，故C正确；二氧化碳能溶于水且与水发生反应，可用于制碳酸饮料，故D正确。 故选B。 2．用如图所示4个实验探究二氧化碳能否与水反应（实验中所用的纸花均用石蕊染成紫色并干燥），下列说法正确的是（　　） A．最终只有实验④中的紫色石蕊小花会变红 B．实验④就能说明二氧化碳与水发生了反应 C．由实验①②③④推断，实验④中有酸性物质生成 D．在实验④中，若对比小花放入集气瓶前后的现象，可以不必做实验③ 【答案】C 【解析】 实验①中喷醋酸，④中生成了碳酸，都能使紫色石蕊变红色，该选项不正确。实验④不能能说明二氧化碳与水发生了反应，也可能是二氧化碳能使石蕊变红色，该选项不正确。由实验①（酸能使纸花变红色）②（水不能使纸花变红色）③（二氧化碳不能使纸花变红色）④（二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使纸花变红色）推断，实验④中有酸性物质生成，该选项正确。验④需要与实验③对照，才能说明二氧化碳与水发生了反应，该选项不正确。 故选C。 3．下列关于二氧化碳的说法，错误的是（　　） A．组成：二氧化碳由碳元素和氧元素组成 B．结构：二氧化碳由碳原子和氧分子构成 C．性质：二氧化碳能溶于水 D．应用：二氧化碳可用于生产碳酸型饮料 【答案】B 【解析】A、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的，故选项说法正确。 B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，不含氧分子，故选项说法错误。 C、二氧化碳能溶于水，故选项说法正确。 D、二氧化碳能与水反应生成碳酸，可用于生产碳酸型饮料，故选项说法正确。 故选：B。 4．如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是（　　） ①试管内液面上升；②试管内溶液变红；③试管内液面不上升；④试管内溶液变蓝；⑤试管内溶液不变色 A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤ 【答案】A 【解析】二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使石蕊溶液变为红色，同时，由于二氧化碳减少，试管内气体压强变小，大气压把石蕊溶液压入试管，所以，试管内液面上升，所以①②正确，③④⑤错误。 故选：A。 5．用如图装置进行实验，验证CO2的性质。图中，a、c为用紫色石蕊水溶液润湿的小纸花，b为用紫色石蕊水溶液染成紫色的干燥小纸花。下列能说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是（　　） A．c比a先变红 B．c变红，b不变红 C．a、c变红，b不变红 D．c比a先变红，b不变红 【答案】D 【解析】酸性物质能使紫色的石蕊试液变红色。图中，a、c为用紫色石蕊水溶液润湿的小纸花，b为用紫色石蕊水溶液染成紫色的干燥小纸花，实验中观察到a、c变红、b不变红，说明CO2能与水反应生成酸性物质，实验中，观察到c先变红，a后变红，说明CO2的密度大于空气。 故选：D。 6．用如图装置可以探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验的叙述正确的是（　　） A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝 B．粗铜丝能控制反应的发生和停止 C．产生的二氧化碳只能用向下排空气法收集 D．能验证二氧化碳的密度比空气大 【答案】B 【解析】A、二氧化碳与水反应生成碳酸，浸有紫色石蕊试液的棉花会变红色，故选项说法错误。 B、粗铜丝能上下移动，能控制药品的接触，能控制反应的发生和停止，故选项说法正确。 C、二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，产生的二氧化碳只能用向上排空气法收集，故选项说法错误。 D、由装置图知，该实验无法证明二氧化碳的密度比空气大还是小，故选项说法错误。 故选：B。 7．为了验证二氧化碳的化学性质，某同学用一根铁丝穿4片干燥的紫色石蕊试纸，按照图示将醋酸和水滴加到相应的位置。下列说法正确的是（　　） A．图中1、2、3会变红，4不变色 B．该实验证明CO2能与石蕊反应生成红色物质 C．该实验说明CO2能溶于水 D．该实验的优点是将多个实验合为一体，对比性强 【答案】D 【解析】A、醋酸能使石蕊试液变红色，水不能是石蕊试液变红色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色，干燥的二氧化碳不能使石蕊变红色，因此1、3处变红色，2、4处不变色，故A错误； B、二氧化碳和水反应生成碳酸是紫色石蕊变红色，二氧化碳不能与石蕊反应生成红色物质，故B错误； C、该实验只能证明二氧化碳和水反应，不能说明二氧化碳溶于水，故C错误； D、该实验的优点是将多个实验合为一体，对比性强，故D正确。 故选：D。 8．下列实验室制取二氧化碳的操作示意图中，正确的是（　　） A．装入大理石 B．产生气体 C．收集气体 D．检验气体 【答案】C 【解析】A、向锥形瓶中装大理石时，先将锥形瓶横放或倾斜，用镊子把大理石放在试管口，再慢慢将锥形瓶竖立起来，图中所示操作错误。 B、图示装置中，长颈漏斗的下端没有伸入液面以下，这会导致生成的气体从长颈漏斗逸出，图中所示操作错误。 C、二氧化碳的密度比空气大，用图示装置收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管通入，图中所示操作正确。 D、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，因此检验二氧化碳时，应用澄清的石灰水，不能用燃着的木条来检验，图中所示操作错误。 故选：C。 9．实验室制取二氧化碳一般有以下步骤：①检查装置气密性，②按要求连接制取装置，③向长颈漏斗中注入稀盐酸，④收集气体，⑤向大试管内中放入石灰石，操作顺序正确的是（　　） A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ C．②①⑤③④ D．③④⑤②① 【答案】C 【解析】制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（向广口瓶中装入石灰石）→倒（向漏斗中注入稀盐酸）→收集（用向上排空气法收集）→验满（将燃着的木条放在集气瓶口）．则正确的操作顺序为：②①⑤③④。 故选：C。 10．如图为某同学设计的制取CO2，的发生装置，没有“控制反应发生和停止”作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A.大理石或石灰石放在多孔塑料片上，要产生气体时，打开弹簧夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石产生气体，不用时关闭弹簧夹，压强增大部分盐酸又被压到长颈漏斗内，使二者分离，控制了反应的进行，故A不符合题意； B.图中从长颈漏斗中加入稀盐酸，反应后关闭弹簧夹，固液不能分离，装置不能实现反应的发生和停止，故A符合题意； C.捏塑料软管，液体和固体混合，反应进行；松开塑料软管，固体和液体分离，反应停止，故C不符合题意； D.图中反应后关闭弹簧夹时，干燥管中的气体增多，压强增大，把液体压入烧杯，固体和液体分离，反应停止，打开弹簧夹时，气体导出，干燥管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，故D不符合题意。 故选：B。 11．某小组设计了如图的创新实验，内层小试管和外层大试管底部分别放有用石蕊溶液染过色的滤纸片，内层小试管壁上有一小孔。下列说法不正确的是（　　） A．干燥滤纸片不变色，说明CO2不能使石蕊变色 B．通入CO2后润湿的滤纸片由红色变紫色 C．澄清石灰水变浑浊是因为碳酸钙难溶于水 D．蜡烛熄灭说明CO2不支持燃烧也不可燃 【答案】B 【详解】A、干燥滤纸片不变色，说明CO2不能使石蕊变色，故选项说法正确。 B、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，故选项说法错误。 C、二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水变浑浊，是因为碳酸钙难溶于水，故选项说法正确。 D、蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能支持燃烧也不燃烧，故选项说法正确。 故选：B。 12．追梦小组的同学用如图实验研究CO2的性质。 （1）可证明CO2能与水反应的现象是 　 　，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 　 　；由此推出CO2具有的用途是 　 　。 【答案】（1）通入二氧化碳前、1、3处纸花不变红色；通入二氧化碳后、2处纸花不变红色、1、3处纸花变为红色；试管中3处湿润的紫色石蕊纸花比1处湿润的紫色石蕊纸花先变成红色； （2）不能燃烧、不支持燃烧；灭火。 【详解】（1）由于二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变成红色，所以可证明CO2能与水反应的现象是：通入二氧化碳前、1、3处纸花不变红色；通入二氧化碳后、2处纸花不变红色、1、3处纸花变为红色；密度比空气的大的现象是：试管中3处湿润的紫色石蕊纸花比1处湿润的紫色石蕊纸花先变成红色。 （2）燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是不能燃烧、不支持燃烧，CO2具有的用途是灭火。 13．小颖同学在探究二氧化碳性质时，将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，石蕊试液很快变 　 　色，原因是 　 　（用化学方程式表示），加热此试液，液体颜色变为 　 　色，说明能使紫色石蕊试液变色的是 　 　，二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 　 。 【答案】红；CO2+H2O＝H2CO3；紫；碳酸；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 【解析】二氧化碳与水反应得到碳酸，反应的方程式为：CO2+H2O＝H2CO3；碳酸可使紫色石蕊试液变红；将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，石蕊试液很快变红色；碳酸不稳定，受热分解为二氧化碳和水，酸性减弱，因此变红的溶液加热后，液体颜色变为紫色，说明能使紫色石蕊试液变色的是碳酸；二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 14．温室大棚上方悬挂盛装稀硫酸的塑料桶，定期向其中加入一定量的碳酸氢铵（NH4HCO3）固体，二者反应生成硫酸铵[（NH4）2SO4]、水和二氧化碳，写出其化学方程式 　 　，通过传感器监测调控棚内CO2浓度基本恒定，以促进植物的 　 　作用。 【答案】2NH4HCO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+2H2O+2CO2↑；光合 【解析】稀硫酸与碳酸氢铵（NH4HCO3）反应生成硫酸铵[（NH4）2SO4]、水和二氧化碳，其化学方程式 2NH4HCO3+H2SO4＝（NH4）2SO4+2H2O+2CO2↑，光合作用是二氧化碳和水在光照和叶绿素的作用下反应生成葡萄糖和氧气，通过传感器监测调控棚内CO2浓度基本恒定，以促进植物的光合作用。 15．勇往直前学习小组同学要探究二氧化碳是否与水发生反应。他们用软塑料水瓶收集了3瓶干燥的二氧化碳气体，并准备了一些用石蕊溶液染成的紫色小花进行如下实验： 【探究实验】 【收集证据】 （1）实验3中的现象为 　 　。 【分析讨论】 （2）小冰同学观察实验1中软塑料瓶变瘪了，分析原因是瓶中的二氧化碳减少了，瓶内气压 　 　，在压强差的作用下，瓶子变瘪。从而证明二氧化碳能与水反应。请你评价他的结论 　 　。 （3）小城同学认为即使做了实验2，还是不能证明二氧化碳与水发生反应，她的理由是：　 　。 【实验结论】 （4）同学们补充实验后，通过现象对比分析得出结论，使石蕊变红的原因是 　 ，达到了本次实验的目的。 【答案】（1）红色小花变紫； （2）减小，小于外界大气压；不正确，因为二氧化碳也能溶于水使瓶内气体减小，气压减小，小于外界大气压，在压强差的作用下，瓶子变瘪； （3）没有验证二氧化碳或水能否能使紫色石蕊溶液变红； （4）二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红 【解析】（1）碳酸受热分解生成水和二氧化碳，所以小花上没有酸性物质，红色小花变紫色； （2）①二氧化碳减少了，瓶内气压会减小，在压强差的作用下，瓶子变瘪； ②二氧化碳溶于水，也会使塑料瓶内气压减小，小于大气压，在压强差的作用下，塑料瓶变瘪，所以不能证明二氧化碳与水发生反应； （3）小城同学认为即使做了实验2，还是不能证明二氧化碳与水发生了反应。她的理由是：没有验证二氧化碳或水是否能使石蕊变红； （4）水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红色。 1．如图是研究二氧化碳性质的创新实验，①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是（　　） A．装置Ⅰ中①③变红，②不变红，说明使紫色石蕊试纸变红的物质是二氧化碳 B．装置Ⅱ中点燃的蜡烛自上而下依次熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧 C．装置Ⅰ中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红 D．该装置可用来检验二氧化碳 【答案】C 【解析】A、①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸，②不变红，说明二氧化碳不能使紫色石蕊试纸变红；①③变红，是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性，能使石蕊试纸变红，故错误； B、装置Ⅱ中点燃的蜡烛自上而下熄灭，说明CO2的密度比空气大，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，故错误； C、二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性，能使石蕊试纸变红，喷水的紫色石蕊试纸变红，且③比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气大，故正确； D、用石灰水来验证二氧化碳，该装置不可用来检验二氧化碳，故错误。 故选：C。 2．用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是（　　） A． B．C． D． 【答案】D 【解析】A、该反应无法控制的反应的停止，不合题意，故A错误； B、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水，生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生，不合题意，故B错误； C、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水，生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生，不合题意，故C错误； D、该装置通过提升干燥管可以实现固体和液体的分离，可以控制控制的反应的停止，故D正确。 故选：D。 3．兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法不正确的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．a点的对应操作是关闭弹簧夹 D．c点时溶液中溶质一定只有CaCl2 【答案】D 【解析】A、ab段，产生了二氧化碳气体，压强增大，试管中液面逐渐下降，故选项说法正确。 B、bc段，压强不变，石灰石与盐酸脱离接触，故选项说法正确。 C、a点的对应操作是关闭弹簧夹，二氧化碳气体不能逸出，装置内压强增大，故选项说法正确。 D、c点时溶液中溶质不一定只有CaCl2，还可能含有HCl，故选项说法错误。 故选：D。 4．下列制取CO2的发生装置中，其中能“随时控制气体产生与停止的”是（　　） A．①②③④⑤ B．①②③⑤ C．①②③ D．①③⑤ 【答案】C 【解析】①上下移动铜丝能使固体和液体分离和接触，可以实现反应的发生和停止；②捏塑料软管，液体和固体混合，反应进行；松开塑料软管，固体和液体分离，反应停止，可以实现反应的发生和停止； ③大理石通过多孔塑料隔板放在U形管的一侧，要产生气体时，打开止水夹，U型管的右边压强减小，稀盐酸就会浸没大理石产生气体，不用时关闭止水夹，压强增大盐酸又被压到U形管的左侧，控制了反应的进行，故该装置能够使反应随时发生或停止；④用注射器向锥形瓶中注射液体，关闭注射器，固液不能分离，装置不能实现反应的发生和停止；⑤图中从长颈漏斗中加入稀盐酸，反应后关闭开关，固液不能分离，装置不能实现反应的发生和停止；①②③都能随时控制反应的发生和停止。 故选C。 5．某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究，下列说法错误的是（　　） A．A装置可控制反应的发生和停止 B．B处现象说明二氧化碳可使紫色石蕊试液变红 C．C处溶液变浑浊是因为生成了不溶于水的碳酸钙 D．D处现象说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 【答案】B 【解析】A、关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生与停止，故选项说法正确。 B、B处紫色石蕊溶液变红色，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，故选项说法错误。 C、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，C处溶液变浑浊是因为生成了不溶于水的碳酸钙，故选项说法正确。 D、下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明二氧化碳先在烧杯下方聚集，说明了二氧化碳的密度比空气的大；蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，故选项说法正确。 故选：B。 6．课堂上，老师给同学们做了如下几个演示实验。下列说法错误的是（　　） A．图甲实验可观察到澄清石灰水变浑浊 B．图乙实验可观察到液体由紫色变红色 C．图丙实验主要利用了二氧化碳的物理性质 D．图丁实验只利用了二氧化碳的化学性质 【答案】D 【解析】A、从管子通入澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，图甲实验可观察到澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确。 B、二氧化碳在紫色石蕊试液中会形成碳酸，使紫色石蕊试液变红，图乙实验可观察到液体由紫色变红色，故选项说法正确。 C、二氧化碳能溶于水，使软塑料瓶内压强减小，在大气压的作用下瓶子变瘪，说明二氧化碳具有的物理性质是二氧化碳能溶于水，则主要利用了二氧化碳的物理性质，故选项说法正确。 D、二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，不支持燃烧，向大烧杯中倒入二氧化碳气体，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，因此图丁实验不单利用了二氧化碳的化学性质，也利用了它的物理性质，故选项说法错误。 故选：D。 7．如图是探究二氧化碳性质实验的装置，气体从最左端玻璃管口进入，其中右边铜丝上的①④是紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③是浸过紫色石蕊溶液干燥后的棉球。下列说法错误的是（　　） A．当K2关闭、K1打开时，可在a处放燃着的木条检验气体是否收满 B．当K1关闭，K2打开时，铜丝上的④号棉球先变红 C．该实验可以证明二氧化碳密度大于空气 D．该实验可以证明二氧化碳呈酸性，可使紫色石蕊溶液变红 【答案】D 【解析】A、二氧化碳不可燃，不助燃，当K2关闭、K1打开时，可在a处放燃着的木条检验气体是否收满，若木条熄灭，说明二氧化碳已收满，故A正确； B、当K1关闭，K2打开时，由于二氧化碳密度比空气大，且二氧化碳与水反应产生的碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，则铜丝上的④号棉球先变红，故B正确； C、该实验可以观察到④号棉球比①号棉球先变红，说明二氧化碳密度比空气大，故C正确； D、紫色石蕊溶液变红，不是二氧化碳本身的原因，而是二氧化碳与水反应产生的碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变色的，故D错误。 故选：D。 8．实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　 　） 实验编号 药品 Ⅰ 块状大理石、10% H2SO4溶液 Ⅱ 块状大理石、7% HCl溶液 Ⅲ 大理石粉末、7% HCl溶液 A．实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲 B．实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C．实验Ⅰ和Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D．实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的 【答案】C 【解析】大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，且大理石是粉末状的，反应的速率最快，所以实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲，说法正确；Ⅱ和Ⅲ中选择酸都是7% HCl溶液，Ⅱ中是块状大理石，Ⅲ中是大理石粉末，实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小，说法正确；实验Ⅰ和Ⅱ中所用酸的种类不同，没有可比性，说法错误；由图象可知，实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的，说法正确。 故选C。 9．如图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题： （1）写出下列仪器的名称：b 　 　。 （2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，若用F装置装某种试剂来检验二氧化碳，其原理是 　 　（用化学方程式表示）。用E装置收集一瓶氧气，判断氧气已集满的现象是 　。 （3）乙炔（C2H2）俗称电石气，是一种无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。实验室常用块状碳化钙（CaC2）与水反应制乙炔，同时有氢氧化钙生成，该反应非常剧烈。从图中选择实验室制乙炔所用的最佳发生装置是 　 　（填字母序号）。 【答案】（1）锥形瓶；（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；集气瓶口有大气泡冒出；（3）C 【解析】（1）由图可知，仪器b为锥形瓶； （2）通常用澄清石灰水来检验二氧化碳，因为二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；用E装置收集氧气，集气瓶口有大气泡冒出时，说明已经集满； （3）实验室常用块状碳化钙（CaC2）与水反应制乙炔，属于固液不加热反应，该反应非常剧烈，故发生装置最好选择C，C装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率。 10．如图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的部分实验。 （1）图中仪器①的名称 　 　。 （2）装置A中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）D装置可证明CO2能与水反应的现象是 　 　。B、C装置顺序是否可以颠倒？回答并说明理由 　 　。 （4）从灭火原理的角度分析，E装置中蜡烛熄灭的原因是 　 　。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （3）干燥紫色石蕊纸花不变色，湿润紫色石蕊纸花变红；否，更换顺序后，CO2中增加水蒸气，影响D装置CO2与水反应的检验；（4）隔绝氧气 【解析】（1）长颈漏斗方便加液体药品； （2）大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，配平即可； （3）浓硫酸将二氧化碳中的水蒸气吸收，干燥的二氧化碳通入D中，与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变红，故可以看到干燥的紫色石蕊不变色，湿润的紫色石蕊变红，B、C装置顺序不能颠倒，更换顺序后，CO2中增加水蒸气，影响D装置CO2与水反应的检验； （4）灭火原理是将可燃物跟空气隔绝或将温度降到着火点以下或隔绝可燃物，把一瓶二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，因为CO2进入烧杯，二氧化碳的密度大于空气的密度，并且不支持燃烧，也不能燃烧，CO2使蜡烛与空气隔绝，蜡烛熄灭。 11．用如图装置制取CO2并验证相关性质。 （1）仪器②的名称是 　 　。 （2）若用装置A制取氧气，其相关的化学方程式是 　 　。 （3）相对于装置B，装置D的优点是 　 　。 （4）关闭K2，打开K1，装置E中溶液变红，关闭K1，打开K2，装置H中溶液变红。将变红的两溶液加热相同时间，装置H中溶液变成紫色，而装置E中溶液仍显红色。 Ⅰ.装置D中发生反应的化学方程式是 　 　。 Ⅱ.加热后，装置E中溶液仍显红色的原因是 　 　。 【答案】（1）长颈漏斗；（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； （3）可控制反应的发生和停止；（4）Ⅰ、CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O； Ⅱ、装置E中碳酸分解后还有盐酸，盐酸使紫色石蕊溶液变红。 【解析】（1）仪器②的名称是长颈漏斗； （2）装置A适用于固体加热制氧气，试管口处有棉花团，因此是加热高锰酸钾制氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰，化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； （3）控制反应发生的原理：打开弹簧夹，液体与固体接触反应发生；控制反应停止的原理：关闭弹簧夹，生成的气体使装置内压强增大，把液体压入多孔隔板以下，使固体和液体分离，反应停止。由于D装置有孔隔板的存在，所以装置D相对于装置B的优点是：可控制反应的发生和停止； （4）Ⅰ、石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O； Ⅱ、由于浓盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳中混有浓盐酸挥发出的氯化氢，进入E中，E中是碳酸与盐酸的混合物；而进入H中的气体只是二氧化碳，过程中氯化氢被饱和碳酸氢钠溶液吸收与其反应生成二氧化碳，所以H中的溶液只是碳酸溶液，将变红的两溶液加热相同时间，碳酸分解，盐酸仍在，所以装置E中溶液仍显红色。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$ 单元6 探秘碳的世界 课题2 二氧化碳的性质与应用 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1． 知道二氧化碳的性质和用途。 2． 掌握实验室制取二氧化碳的反应原理及步骤。 重点：实验室抽取二氧化碳的原理、装置，二氧化碳的收集、检验及验满。 难点：实验室制取气体的一般思路和方法，实验室制取二氧化碳的装置并验证其性质。 一、二氧化碳的性质和用途 1. 物理性质 （1）通常状况下，二氧化碳是一种 的气体，但在加压、降温条件下，二氧化碳气体可转变为液体或固体。固态二氧化碳外形与冰相似，所以被称为 。 （2）二氧化碳能溶于水，通常状况下 1 L 水中大约能溶解 二氧化碳气体。与氧气等气体一样，二氧化碳在水中溶解的量也与 和气体的压强有关。CO2 （3）一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度 。 2. 二氧化碳的物理性质实验 【实验操作】如右图，将CO2气体慢慢倒入杯中。 【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。 【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部， 然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。 【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；② 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 （2）二氧化碳能溶于水实验。 【实验操作】向一个收集满二氧化碳气体质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。 【实验现象】瓶体变瘪。 【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。 【实验结论】二氧化碳能溶于水。 3. 二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，一般也 燃烧。当用燃着的木条靠近集满二氧化碳的气瓶口时，木条上的火焰会 。实验室常用这种方法检验集气瓶中的二氧化碳是否集满。 （2）二氧化碳不能供给呼吸。 （3）二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙 [Ca(OH)2] 反应生成 白色沉淀。人们常用这一方法 二氧化碳气体。 （4）二氧化碳与氢氧化钙的反应化学方程式： （5）溶解在水中的二氧化碳少部分能与水发生化学反应，生成一种酸性物质—— 。碳酸能使紫色石蕊溶液变成 ，但碳酸不稳定，受热容易分解成 和 ，所以当二氧化碳从溶液中逸出后，红色石蕊溶液又重新变成紫色。 【名师点拨】 二氧化碳没有毒性，可以导致温室效应。 4. 二氧化碳的用途 （1）灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质） 原因：① 二氧化碳的密度比空气 ；② 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能 。 灭火器化学反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2）干冰（固体二氧化碳）：干冰升华 大量的热，因此干冰可用于 、制冷剂。 （3）光合作用：作气体 ，可以提高农作物的产量。 二、二氧化碳的制取 1. 在工业上，常采用高温分解石灰石（主要成分为碳酸钙）的方法来制备纯度较高的二氧化碳。 化学方程式： 2. 实验室制取 （1）原料：大理石或石灰石、稀盐酸。 （2）反应原理： （3）发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（固体和液体混合，在常温下反应生成气体）。 （4）收集装置： 收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）。 （5）检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明 ；若水面不下降，则表明 。 （6）验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰 ，证明二氧化碳已经收集满了。 （7）检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水 ，就证明收集的气体是二氧化碳。 （8）净化：如果制取的二氧化碳中混有少量 和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去 ），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去 并进行干燥）。 【名师点拨】 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。 一、判断题 （1）（2018秋•且末县校级期末）二氧化碳不能溶于水。 （2）（2024秋•肇源县月考）空气中二氧化碳越少越好。 （3）（2023秋•济宁期末）固态二氧化碳俗称干冰，升华时吸收大量热，可用作制冷剂。 （4）二氧化碳可作扑灭所有可燃物的灭火剂。 （5）（2024春•商城县校级期中）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 （6）绿色植物通过光合作用把无机物转化成有机物。 2．（2024•辽宁）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是（　　） A．作燃料 B．参与光合作用 C．固态二氧化碳用于人工降雨 D．制碳酸饮料 3．下列有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（　　） A． B． C． D． 4．用如图装置制取二氧化碳，有关说法正确的是（　　） A．为加快反应，可将大理石粉碎成粉末状 B．选用启普发生器的目的是使反应平稳进行 C．用浓盐酸代替稀盐酸，可产生更多的二氧化碳 D．收集时，在集气瓶口放置毛玻璃片，是为了减少二氧化碳逸散到空气中 5．图中甲装置可作为实验室制取CO2的发生装置，下列说法正确的是（　　） A．M所指仪器的名称是广口瓶 B．仪器a、b插入双孔橡胶塞的先后顺序是先a后b C．甲装置可以用作实验室制氧气的发生装置 D．将甲中仪器a换成仪器乙，优点是能控制反应随时停止和进行 6．如图示，分别将固定在铁皮架上两支短蜡烛点燃，插入烧杯里，沿烧杯壁慢慢倾倒二氧化碳气体，可观察到的现象是：　 　，该实验体现了二氧化碳具有　 　、　 　、 　 　性质，利用此性质，二氧化碳可用于　 　。 7．二氧化碳通入石蕊试液中，试液由 　 色变成 　 　色，这是由于 　 　的缘故（用化学方程式解释）。将上述溶液加热后，溶液又从 　 　色变成 　 　色，反应的化学方程式为 　 　。 8．实验室制取二氧化碳的药品是 　 　，反应的化学方程式为 　 ，收集满CO2的集气瓶应 　 　放在桌面上。 9．实验室制二氧化碳的原料是　 　和　 　，制取的化学方程式为　 　。实验室制二氧化碳之所以不用浓盐酸，是因为浓盐酸易　 　，在产生的二氧化碳中会含有　 　气体。不用硫酸的原因是碳酸钙与硫酸的生成物之一　 　（填物质名称）是一种　 　（易、微、难）溶于水的物质，覆盖在大理石表面而阻止反应的继续进行。 10．兴趣小组对二氧化碳的性质进行探究，设计了下列实验，请回答问题： （1）图A实验可以说明二氧化碳的化学性质是 　 　； （2）图B向装满二氧化碳的软塑料瓶中倾倒约的澄清石灰水，迅速盖好瓶盖，振荡。 ①观察到的现象是 　 　； ②该实验 　 　（选填“能”或“不能”）证明CO2能和水反应。 （3）图C中观察到湿润的紫色石蕊小花变红，说明 　 　（填物质名称）呈酸性。 ►问题一 二氧化碳的物理性质 【典例1】 某小组利用图1装置研究25℃时二氧化碳的溶解性。打开止水夹，向3个充满二氧化碳的100mL烧瓶中，分别注入20mL、40mL、60mL蒸馏水，关闭止水夹，振荡前后压强的变化如图2。下列说法不正确的是（　　） A．曲线①中ab段对应的操作是迅速注入蒸馏水 B．曲线①中c点和e点可能进行了振荡 C．曲线③对应的实验是注入60mL蒸馏水 D．终点气压高于初始的原因可能是在25℃时，1体积水中最多吸收的二氧化碳的量小于1体积 【解题必备】 1. CO2的物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。 2. 将二氧化碳加压可变成无色液体，液态二氧化碳减压迅速蒸发时，一部分气化吸热，二另一部分骤冷变成雪状固体，将雪状固体压缩，成为冰状固体，即俗你“干冰”。“干冰”可直接升华变成气体吸热（可用作制冷剂）。 【变式1-1】1．依据如图实验，不能得到的二氧化碳的性质是（　　） A．不可燃 B．不支持燃烧 C．能溶于水 D．密度大于空气 【变式1-2】 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． ►问题二 二氧化碳的化学性质 【典例2】 在如图气密性良好的装置中充满了二氧化碳气体，往2支试管中分别缓缓注入5mL含有石蕊试液的水和5mL澄清石灰水。下列叙述不正确的是（　　） A．观察到左边试管内液体变红色，右边试管内石灰水变浑浊 B．碳酸使紫色的石蕊试液变为红色 C．充分反应后，U形管中的液面左边高于右边 D．相同体积的水和石灰水，石灰水吸收的二氧化碳较多 【解题必备】 二氧化碳的化学性质 1．二氧化碳无毒，不能燃烧，也不能支持燃烧，还不能供给呼吸（它是一种窒息性气体）。 2．二氧化碳能与澄清的石灰水反应，使之变浑浊；该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。 3．二氧化碳能与炽热的碳反应，生成一氧化碳．该反应的化学方程式为：CO2+C2CO。 4．二氧化碳与水被绿色植物利用，而进行光合作用的反应，合成有机物（主要是淀粉）。 【变式2-1】 （2024•四川泸州）向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸，注入适量的蒸馏水，盖上玻璃片，上下振荡，再将其倒置（如图），把手移开，玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是（　　） A．玻璃片没有掉下，证明瓶内气压大于大气压 B．玻璃片没有掉下，证明CO2与水发生了反应 C．振荡后试纸变红，证明CO2与水反应产生了酸 D．振荡后试纸变红，证明CO2能与石蕊反应变红 【变式2-2】 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，并进行如下实验： 步骤 实验操作 实验现象 ① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色 ② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化 ③ 第三朵纸花直接放入盛满CO2的集气瓶中 纸花颜色无明显变化 ④ 第四朵纸花喷上水后，再放入盛满CO2的集气瓶中 纸花由紫色变成红色 下列说法中正确的是（　　） A．步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有 B．步骤②中若用NaOH溶液代替水，纸花颜色也无明显变化 C．步骤②、④可证明CO2气体能使干燥的纸花变成红色 D．上述实验可证明CO2与水反应生成酸 ►问题三 二氧化碳的用途 【典例3】 下列操作或用途中，与二氧化碳的物理性质、化学性质都有关的是（　　） A．二氧化碳用作气体肥料 B．二氧化碳用作化工原料 C．二氧化碳制成干冰 D．二氧化碳可用来灭火 【解题必备】 二氧化碳的用途 （1）灭火（既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了二氧化碳的化学性质） 原因：① 二氧化碳的密度比空气大；② 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 灭火器化学反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ （2）干冰（固体二氧化碳）：干冰升华 吸收 大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。 （3）光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。 【变式3-1】 CO2可用于灭火，下列性质与该用途无关的是（　　） A．能与水反应 B．不支持燃烧 C．不可燃 D．密度大于空气 【变式3-2】 下列二氧化碳的用途既利用其物理性质又利用其化学性质的是（　　） A．液态二氧化碳用作灭火剂 B．工业制纯碱、尿素 C．干冰用于制造舞台上的云雾 D．用作农作物的气体肥料 ►问题四 二氧化碳气体制取的装置与净化 【典例4】 利用如图所示装置，用足量的稀盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应且不溶于饱和碳酸氢钠溶液，则下列描述正确的是（　　） A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 C．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2 D．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 【解题必备】 二氧化碳的净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。 【变式4-1】 实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，下列装置及操作，正确的是（　　） A．加入石灰石 B．制取装置 C．收集装置 D．处理废弃药品 【变式4-2】 下列是某兴趣小组制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中错误的是（　　） A．甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好 B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出 C．丙图装置中植物油的作用是为了防止二氧化碳气体溶于水 D．丁图中为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为氢氧化钠溶液 ►问题五 二氧化碳的操作步骤与注意事项 【典例5】 在实验室制取二氧化碳的实验中，下列装置和操作正确且规范的是（　　） A．检查装置气密性 B．加入大理石 C．制取CO2 D．收集CO2 【解题必备】 1．二氧化碳的实验室制法是用稀盐酸与大理石（或石灰石。其主要成分都是碳酸钙）反应来制取。其反应原理是CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O。 2．具体操作步骤和注意事项分别是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）。 3．二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口，如果木条熄灭则说明瓶内已收集满二氧化碳。 【变式5-1】 某同学在研究二氧化碳制取时，进行了如下操作，下列相关装置及操作正确的（　　） A．二氧化碳的制取 B．二氧化碳的收集 C．二氧化碳的收集 D．二氧化碳的验满 【变式5-2】 下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是（　　） A．连接仪器 B．检验气体 C．干燥气体 D．收集气体 ►问题六 实验室制取二氧化碳 【典例6】 某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的部分实验报告。 【实验原理】　 　（用化学方程式表示）。 【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2，应选用下列装置中的 　 　（填字母）。 【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法：　 　。 【反思交流】结合实验，你认为该实验的注意事项有：　 　（写一条即可）。 【变式6-1】 某同学利用所学的化学知识在实验室制取CO2。 （1）写出图中仪器①的名称：　 　。 （2）实验室用石灰石与稀盐酸制取CO2的化学方程式为　 　；为了控制反应速率，发生装置应选择　 　（填字母序号）。实验时，装置C中长颈漏斗下端需插到液面以下，其目的是　 　。 （3）收集CO2一般采用向上排空气法，因为CO2密度比空气　 　。若选用装置E收集CO2，需在　 　（填“a”或“b”）导管口放置燃着的木条进行验满。 【变式6-2】 实验室制取气体的部分装置如图所示。 （1）若用高锰酸钾为原料，装置A中缺少的仪器是 　 　。 （2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 　 　，实验室一般不用D装置收集二氧化碳，原因是 　 　。 （3）用B装置制取二氧化碳，可以使反应暂时停止的实验操作是 　 　。 （4）用C装置收集二氧化碳，检验二氧化碳是否集满，可将燃着的木条置于装置C的 　 　（填“b”或“c”）端管口处观察现象。 ►问题七 实验室制取气体的一般思路 【典例7】 如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。 （1）实验室制取CO2的化学方程式为 　 　。检验二氧化碳的方法是 　 。 （2）氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，实验室制取氨气的发生装置可选用 　 　（填字母）装置，若用F装置收集氨气，则气体应从 　 　（填“a”或“b”）端通入。 （3）B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下，其目的是 　 　。 【变式7-1】 如图是初中化学常用的实验室制取气体装置，请回答下列问题： （1）写出图中仪器①的名称 　 。 （2）实验室常用石灰石和稀盐酸并用A装置制取CO2气体，反应的化学方程式为 　 　，若用B装置收集二氧化碳，气体应从 　 　（填“m”或“n”）端通入，验满方法是 　 　。 （3）有人对气体发生装置A作如装置C所示改进：在锥形瓶中放入一小试管，将仪器①下端插入小试管中。改进后的优点 　 　。 【变式7-2】 实验室现有大理石、氯酸钾、二氧化锰、稀盐酸及相关仪器和用品，结合下列装置回答问题。 （1）制取二氧化碳选用的发生装置是 　 　（填字母），发生反应的化学方程式为 　 　。 （2）选用C而不用D收集二氧化碳的理由是 　 　。 （3）用所选装置及药品制取较多二氧化碳，从便于操作及回收和节约药品等角度考虑，一次性加入足量 　 　（填药品名称）比较合理。 （4）用A装置制取氧气时，发生反应的化学方程式为 　 　。 1．下列不属于CO2用途的是（　　） A．灭火 B．作燃料 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 2．用如图所示4个实验探究二氧化碳能否与水反应（实验中所用的纸花均用石蕊染成紫色并干燥），下列说法正确的是（　　） A．最终只有实验④中的紫色石蕊小花会变红 B．实验④就能说明二氧化碳与水发生了反应 C．由实验①②③④推断，实验④中有酸性物质生成 D．在实验④中，若对比小花放入集气瓶前后的现象，可以不必做实验③ 3．下列关于二氧化碳的说法，错误的是（　　） A．组成：二氧化碳由碳元素和氧元素组成 B．结构：二氧化碳由碳原子和氧分子构成 C．性质：二氧化碳能溶于水 D．应用：二氧化碳可用于生产碳酸型饮料 4．如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是（　　） ①试管内液面上升；②试管内溶液变红；③试管内液面不上升；④试管内溶液变蓝；⑤试管内溶液不变色 A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤ 5．用如图装置进行实验，验证CO2的性质。图中，a、c为用紫色石蕊水溶液润湿的小纸花，b为用紫色石蕊水溶液染成紫色的干燥小纸花。下列能说明二氧化碳密度大于空气且能与水反应的现象是（　　） A．c比a先变红 B．c变红，b不变红 C．a、c变红，b不变红 D．c比a先变红，b不变红 6．用如图装置可以探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验的叙述正确的是（　　） A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝 B．粗铜丝能控制反应的发生和停止 C．产生的二氧化碳只能用向下排空气法收集 D．能验证二氧化碳的密度比空气大 7．为了验证二氧化碳的化学性质，某同学用一根铁丝穿4片干燥的紫色石蕊试纸，按照图示将醋酸和水滴加到相应的位置。下列说法正确的是（　　） A．图中1、2、3会变红，4不变色 B．该实验证明CO2能与石蕊反应生成红色物质 C．该实验说明CO2能溶于水 D．该实验的优点是将多个实验合为一体，对比性强 8．下列实验室制取二氧化碳的操作示意图中，正确的是（　　） A．装入大理石 B．产生气体 C．收集气体 D．检验气体 9．实验室制取二氧化碳一般有以下步骤：①检查装置气密性，②按要求连接制取装置，③向长颈漏斗中注入稀盐酸，④收集气体，⑤向大试管内中放入石灰石，操作顺序正确的是（　　） A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ C．②①⑤③④ D．③④⑤②① 10．如图为某同学设计的制取CO2，的发生装置，没有“控制反应发生和停止”作用的是（　　） A． B． C． D． 11．某小组设计了如图的创新实验，内层小试管和外层大试管底部分别放有用石蕊溶液染过色的滤纸片，内层小试管壁上有一小孔。下列说法不正确的是（　　） A．干燥滤纸片不变色，说明CO2不能使石蕊变色 B．通入CO2后润湿的滤纸片由红色变紫色 C．澄清石灰水变浑浊是因为碳酸钙难溶于水 D．蜡烛熄灭说明CO2不支持燃烧也不可燃 12．追梦小组的同学用如图实验研究CO2的性质。 （1）可证明CO2能与水反应的现象是 　 　，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 　 　；由此推出CO2具有的用途是 　 　。 13．小颖同学在探究二氧化碳性质时，将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，石蕊试液很快变 　 　色，原因是 　 　（用化学方程式表示），加热此试液，液体颜色变为 　 　色，说明能使紫色石蕊试液变色的是 　 　，二氧化碳也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 　 。 14．温室大棚上方悬挂盛装稀硫酸的塑料桶，定期向其中加入一定量的碳酸氢铵（NH4HCO3）固体，二者反应生成硫酸铵[（NH4）2SO4]、水和二氧化碳，写出其化学方程式 　 　，通过传感器监测调控棚内CO2浓度基本恒定，以促进植物的 　 　作用。 15．勇往直前学习小组同学要探究二氧化碳是否与水发生反应。他们用软塑料水瓶收集了3瓶干燥的二氧化碳气体，并准备了一些用石蕊溶液染成的紫色小花进行如下实验： 【探究实验】 【收集证据】 （1）实验3中的现象为 　 　。 【分析讨论】 （2）小冰同学观察实验1中软塑料瓶变瘪了，分析原因是瓶中的二氧化碳减少了，瓶内气压 　 　，在压强差的作用下，瓶子变瘪。从而证明二氧化碳能与水反应。请你评价他的结论 　 　。 （3）小城同学认为即使做了实验2，还是不能证明二氧化碳与水发生反应，她的理由是：　 　。 【实验结论】 （4）同学们补充实验后，通过现象对比分析得出结论，使石蕊变红的原因是 　 ，达到了本次实验的目的。 1．如图是研究二氧化碳性质的创新实验，①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是（　　） A．装置Ⅰ中①③变红，②不变红，说明使紫色石蕊试纸变红的物质是二氧化碳 B．装置Ⅱ中点燃的蜡烛自上而下依次熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧 C．装置Ⅰ中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红 D．该装置可用来检验二氧化碳 2．用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是（　　） A． B．C． D． 3．兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法不正确的是（　　） A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．a点的对应操作是关闭弹簧夹 D．c点时溶液中溶质一定只有CaCl2 4．下列制取CO2的发生装置中，其中能“随时控制气体产生与停止的”是（　　） A．①②③④⑤ B．①②③⑤ C．①②③ D．①③⑤ 5．某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究，下列说法错误的是（　　） A．A装置可控制反应的发生和停止 B．B处现象说明二氧化碳可使紫色石蕊试液变红 C．C处溶液变浑浊是因为生成了不溶于水的碳酸钙 D．D处现象说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 6．课堂上，老师给同学们做了如下几个演示实验。下列说法错误的是（　　） A．图甲实验可观察到澄清石灰水变浑浊 B．图乙实验可观察到液体由紫色变红色 C．图丙实验主要利用了二氧化碳的物理性质 D．图丁实验只利用了二氧化碳的化学性质 7．如图是探究二氧化碳性质实验的装置，气体从最左端玻璃管口进入，其中右边铜丝上的①④是紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③是浸过紫色石蕊溶液干燥后的棉球。下列说法错误的是（　　） A．当K2关闭、K1打开时，可在a处放燃着的木条检验气体是否收满 B．当K1关闭，K2打开时，铜丝上的④号棉球先变红 C．该实验可以证明二氧化碳密度大于空气 D．该实验可以证明二氧化碳呈酸性，可使紫色石蕊溶液变红 8．实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种大理石加入足量酸中（杂质不与酸反应），产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示，下列说法错误的是（　 　） 实验编号 药品 Ⅰ 块状大理石、10% H2SO4溶液 Ⅱ 块状大理石、7% HCl溶液 Ⅲ 大理石粉末、7% HCl溶液 A．实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲 B．实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小 C．实验Ⅰ和Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度 D．实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的 9．如图是实验室常用的部分实验装置，请回答下列问题： （1）写出下列仪器的名称：b 　 　。 （2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，若用F装置装某种试剂来检验二氧化碳，其原理是 　 　（用化学方程式表示）。用E装置收集一瓶氧气，判断氧气已集满的现象是 　。 （3）乙炔（C2H2）俗称电石气，是一种无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。实验室常用块状碳化钙（CaC2）与水反应制乙炔，同时有氢氧化钙生成，该反应非常剧烈。从图中选择实验室制乙炔所用的最佳发生装置是 　 　（填字母序号）。 10．如图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的部分实验。 （1）图中仪器①的名称 　 　。 （2）装置A中发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）D装置可证明CO2能与水反应的现象是 　 　。B、C装置顺序是否可以颠倒？回答并说明理由 　 　。 （4）从灭火原理的角度分析，E装置中蜡烛熄灭的原因是 　 　。 11．用如图装置制取CO2并验证相关性质。 （1）仪器②的名称是 　 　。 （2）若用装置A制取氧气，其相关的化学方程式是 　 　。 （3）相对于装置B，装置D的优点是 　 　。 （4）关闭K2，打开K1，装置E中溶液变红，关闭K1，打开K2，装置H中溶液变红。将变红的两溶液加热相同时间，装置H中溶液变成紫色，而装置E中溶液仍显红色。 Ⅰ.装置D中发生反应的化学方程式是 　 　。 Ⅱ.加热后，装置E中溶液仍显红色的原因是 　 　。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$