5.1 二氧化碳的性质与用途（拓展培优）-2024-2025学年九年级化学沪教版上册

5.1 二氧化碳的性质与用途 一、科学探究题 1．用实验的方法研究CO2的制取和性质是初中化学重要的学习内容。 【活动一】用如图1所示实验探究CO2的重要性质。 (1)说出你在此实验中能看到的现象及对应能证明的结论：(写一种现象及结论)。 【活动二】探究溶解能力：在通常情况下，1L水中大约能溶解1L二氧化碳气体，设计如下实验探究CO2在水和食盐水中的具体溶解情况。 【探究1】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况。 相同条件下，实验小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2，如图2所示，待收集100mLCO2后，移出导管，每隔一段时间记录量筒内CO2体积。重复实验，所测数据平均值如表： 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 排水法时量筒内CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时量筒内CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 (2)由上表数据分析： ①能用排水法收集CO2的理由是。 ②相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是(填“水”或“食盐水”)。 【探究2】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响。 (3)小方设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)，如图3所示。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图4所示。分析该图可得出的结论是。 (4)为检验有植物油隔离时CO2是否会穿过油层进入水中，请设计实验方案： 2．学习了CO2的性质后，同学们对“CO2的溶解性”产生了兴趣，在老师的指导下开展了实验探究活动。 【提出问题】在实验室条件下，1体积的水究竟能溶解多少体积的CO2 【进行实验】 (1)如图所示，向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到，将瓶倒转，放入水中，取下瓶盖，观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约处。 (2)得出结论：1体积的水能溶解。 【改进实验】 如图所示，取2支医用注射器分别抽取CO2和水，用胶管连接，交替推动2支注射器的活塞，反复多次至数据不再变化。 记录数据如下： 抽取CO2的体积 抽取水的体积 混合后总体积 10 mL 10 mL 13 mL (3)反复多次交替推动注射器活塞的目的是。 (4)由表中数据可知，在实验室条件下，1体积水最多能溶解体积的CO2。 【反思质疑】 (5)实验（1）中测得结果比改进实验中结果偏大，请你推测可能的原因是。 【数字化实验】 如图所示，为了多渠道确认CO2能溶于水，小组同学用数字化实验测量了容器内压强的变化。 (6)连接好仪器，（填实验操作名称）。 在三颈烧瓶中收集满CO2气体后，设置好数据采集参数。 点击数据采集按钮，将水注入，观察压强曲线变化（如图所示）。 (7)曲线不再变化后，停止收集数据，将紫色石蕊溶液注入烧瓶中，观察到。 (8)加入水后气压明显上升的原因是。 (9)停止收集数据时，瓶内气压大于初始气压的原因可能是。 3．某小组探究高低蜡烛熄灭顺序实验。 小组同学做了两组实验。一组是将一瓶二氧化碳缓缓倒入放有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯里（如图甲）；另一组是用烧杯罩住两支高低不同的燃着的蜡烛（如图乙）。 (1)甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭，高处蜡烛的火焰后熄灭。由此可证明的物理性质是。 乙图实验中高处蜡烛的火焰先熄灭，低处蜡烛的火焰后熄灭。面对这一异常现象，小组同学进行如下探究： [提出问题]为什么高处的蜡烛先熄灭？ [猜想假设] 猜想1：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高。 猜想2：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足。 [实验] (2)为了验证猜想1，小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体，两种气体所占体积分数分别为和，将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中，发现，从而证明猜想1不正确。 [实验]为了验证猜想2，小组同学设计并实施了下列实验。 实验装置 实验步骤 在圆筒形玻璃容器中放置3支不同高度的蜡烛，摆放位置如图所示。a、b、c三点均放置氧气、二氧化碳和温度三种传感器。    ①设置好传感器。 ②点燃蜡烛，迅速封盖并开始采集数据。 ③观察蜡烛熄灭顺序并记录熄灭时间。 ④待3支蜡烛完全熄灭。曲线趋于稳定时，停止数据采集。 [实验数据」 I．不同高度蜡烛的熄灭时间： 蜡烛高度 高（） 中（） 低（） 熄灭时间 Ⅱ．不同位置传感器测得的相应数据如图： [解释与结论] (3)实验4中3支蜡烛放置位置的俯视图正确的是________（填序号）。 A．   B．   C．   (4)通过以上实验可推测猜想2是正确的。请结合图中二氧化碳和氧气含量相关数据及变化趋势解释说明高处蜡烛先熄灭的原因：。 [反思与评价] 消防教育常提及火灾发生时“要往低处逃生”，提出这一逃生技巧的科学依据是什么？同学们针对这一问题进行资料查阅，得知：当空气中氧气含量低于时人会感到不适，二氧化碳含量过多易使人在火灾中窒息。此外，高温也是火灾中使人伤亡的另一主要原因。 (5)本实验同时也证明了火灾发生时“要往低处逃生”是合理的，结合传感器数据分析其依据是。 4．化学兴趣小组在老师指导下，对“蜡烛燃烧”进行探究。 查阅资料：生石灰遇上水会反应放出大量的热；石灰水可以使酚酞溶液变红。 蜡烛（主要含C、H、O元素）在密闭容器中熄灭的原因是什么？燃烧的产物是什么？小敏认为蜡烛熄灭的原因是燃烧消耗完了容器内的氧气，并对燃烧产物提出猜想： ①燃烧的产物可能有。 ②燃烧的产物可能有。 【活动1】探究蜡烛燃烧是否生成二氧化碳 (1)在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10毫升密闭容器中的气体，注入到试管中的澄清石灰水中，发现石灰水变浑浊，说明燃烧产物中有。 【活动2】探究蜡烛燃烧后密闭容器内是否有氧气剩余 为了进一步探究“蜡烛在空气中燃烧熄灭后，密闭容器中是否还剩余氧气”，兴趣小组又利用图一所示实验装置展开探究。图二是集气瓶内浓度随时间变化的图像。 步骤1：点燃蜡烛后伸入集气瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧。 步骤2：待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在时，将滴管中的水全部滴入集气瓶。 (2)兴趣小组在观察到图一中出现现象，定性证明了蜡烛熄灭后仍有氧气剩余。 (3)图二中时间内，曲线下降的原因是。 【活动3】蜡烛在密闭容器中熄灭的原因 【提出问题】蜡烛在密闭容器中熄灭的原因是什么？ 【作出猜想】小林认为蜡烛在密闭容器中熄灭的原因是氧气含量降低导致；小安认为熄灭的原因是二氧化碳含量增多。 【实验探究】按如图装置进行实验，点燃蜡烛，用大烧杯罩住。 (4)一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色，说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的二氧化碳浓度（填“高”或“低”）。 为进一步验证假设1，小刚同学收集一瓶含氧气和二氧化碳的气体，将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭，蜡烛燃烧一段时间后慢慢熄灭。 (5)根据实验现象可知，小林猜想（填“合理”或“不合理”）。 (6)小颖使用传感器测得密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭的过程中（时蜡烛熄灭），装置内氧气和二氧化碳含量的变化曲线如图： 由此可得出蜡烛燃烧的条件是。 5．某化学兴趣小组在实验室里验证二氧化碳的某些性质，设计的实验装置如图所示。 (1)向图1装置中通入CO2后，观察到装置A中的现象是。 (2)向图1装置中通入CO2后，观察到装置C中(填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭。 (3)小组同学在老师的指导下模仿二氧化碳与水反应，开展了“二氧化硫与水反应”的研究，二氧化硫的信息如资料卡片，实验如图2所示： 【提出问题】亚硫酸不稳定，图2中红色液体微热后为什么不变为紫色？其原因可能为： 【作出猜想】猜想1：加热不够充分 猜想2：与空气中的氮气有关 猜想3：与空气中的氧气有关 【实验验证】实验设计如表，请填写表格中的空格。 实验 操作 现象 结论 1 将图2中红色液体继续加热至沸腾 溶液仍为红色 猜想1(填“成立”或“不成立”) 2 如图3所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热 溶液先变红后变紫 猜想2不成立 3 如图3所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热 4 如图3所示，先通入适量SO2，再改通入，最后用酒精灯微热 溶液仍为红色 猜想3成立 【分析与结论】 图3试管中的植物油的作用是。 ②红色液体微热后不变为紫色的原因是：亚硫酸(H2SO3)易与空气中的一种物质反应生成硫酸(H2SO4)，请写出其化学方程式。 6．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。 7．学习小组利用数字化实验对二氧化碳的性质进行了探究。 【活动一】制取二氧化碳及含量的探究 (1)按照图A连接实验装置，检查该装置气密性的方法是。 (2)利用装置A制备二氧化碳气体，分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用，其中用排空气法收集时，选用的装置是（填“B”或“C”）； (3)利用图D装置，分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中，采集数据，得到如图1所示的时间-压强曲线。 ①用化学方程式解释压强变化的原因； ②该实验说明用（填“排水法”或“排空气法”）收集到的二氧化碳含量高，理由是。 【活动二】对比探究二氧化碳的性质 改用3个250mL的烧瓶均收集满二氧化碳气体，按图2分别组装好装置（85mL液体分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液），打开活塞，三位同学同时迅速将注射器内85mL不同液体注入各自烧瓶中，关闭活塞，同步采集数据；一段时间后，同时振荡烧瓶，整个过程所得数据绘制出图3所示的时间-压强曲线。 (4)曲线3代表的是加入的液体为（填编号）； a．水          b．饱和石灰水          c．40%的氢氧化钠溶液 (5)AB段压强增大的原因可能是。 (6)导致曲线1中CD段压强急速降低的原因是；若要进一步降低E点的方法是。 (7)曲线2和曲线3差异较大的原因是。 (8)根据图3所得曲线可以得出的结论是（填编号）。 ①二氧化碳能溶于水  ②二氧化碳能与水反应     ③饱和澄清石灰水可以用于检验二氧化碳 ④二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应                ⑤可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳 8．同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行探究，请你回答下列问题。 【实验目的】探究二氧化碳溶于水是否与水反应。 【查阅资料】酸能使紫色石蕊试液变红（如：食醋中含有醋酸，能使紫色石蕊试液变红） 【探究思路】 (1)判断物质问是否发生化学反应的根本依据是。观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有发光放热、产生气泡、颜色变化或。 (2)溶于水无明显现象，（填“能”或“不能”）用观察的方法判断是否发生反应。 用实验的方法探究物质间是否反应的实验设计依据是：生成物和反应物的性质差异。 【提出猜想】 (3)猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应：猜想二：。 【设计实验】 (4)用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验： 序号 实验设计 ① 向第一朵纸花喷稀醋酸 ② ？ ③ 将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中 ④ 将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中 设计“实验①”的目的是。“实验设计②”的具体操作是。“实验设计③”的目的是。 【进行实验】观察记录实验现象，进行实验探究。 【实验结论】 (5)猜想二成立，支持猜想二成立的实验现象是，请你写出反应化学反应的方程式是。 9．2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习的探究之旅。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 (1)同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的%，主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】 海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 (2)同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 (3)同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞，并将水全部推入软塑料瓶中，振荡 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的，振荡 液体变浑浊 【反思评价】 (4)同学们认为步骤③中发生的反应是（填化学方程式）。 (5)小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是。 【总结提升】 (6)同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2，（二氧化碳含量的一种表示方法）的图像，请你分析在0～1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【成果分享】 (7)通过项目化学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容。 10．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启了“低碳行动”项目化学习探究之旅。 任务一：探究家庭中二氧化碳的来源 【设计并进行实验】同学们走进厨房，用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如图1实验，放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。 【实验现象】 (1)红墨水水柱向边移动（填“左”或“右”）。 【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。 任务二：实验室模拟吸收二氧化碳的原理 【设计实验】 (2) 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅰ、如图2：向充满二氧化碳的软塑料瓶 中注入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋 紧瓶盖后，振荡 软塑料瓶变瘪 二氧化碳的物理性质 是 Ⅱ、继续向试管中滴加紫色石蕊溶液，振荡 二氧化碳能与水反应 【反思评价】 (3)实验中发生反应的化学方程式为。 (4)甲同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应，还有待完善，请你补充一个对比实验（描述实验过程及现象）。 任务三：制定低碳行动方案 (5)通过该项目的探究，小组同学对低碳行动有了新的认识，请补充完整。 低碳途径 低碳行动具体措施 减少二氧化碳的排放 请举出一种具体做法（任写一条）。 促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用绿色植物光合作用吸收大气中的。 二氧化碳的转化和封存 用二氧化碳做原料合成一些化工产品。 项目之旅结束了，同学们决定立刻行动起来，助力“双碳”目标早日实现！ 一、科学探究题 1．用实验的方法研究CO2的制取和性质是初中化学重要的学习内容。 【活动一】用如图1所示实验探究CO2的重要性质。 (1)说出你在此实验中能看到的现象及对应能证明的结论：(写一种现象及结论)。 【活动二】探究溶解能力：在通常情况下，1L水中大约能溶解1L二氧化碳气体，设计如下实验探究CO2在水和食盐水中的具体溶解情况。 【探究1】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况。 相同条件下，实验小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2，如图2所示，待收集100mLCO2后，移出导管，每隔一段时间记录量筒内CO2体积。重复实验，所测数据平均值如表： 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 排水法时量筒内CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时量筒内CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 (2)由上表数据分析： ①能用排水法收集CO2的理由是。 ②相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是(填“水”或“食盐水”)。 【探究2】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响。 (3)小方设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)，如图3所示。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图4所示。分析该图可得出的结论是。 (4)为检验有植物油隔离时CO2是否会穿过油层进入水中，请设计实验方案： 【答案】(1)现象：2处干燥紫色石蕊纸花不变色，3处湿润紫色石蕊纸花变红 结论：二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳和水反应生成酸性物质使紫色石蕊变红 (2) 二氧化碳溶于水的速率远小于二氧化碳逸出的速率 水 (3)植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解 (4)取量筒内的水少量于试管中，滴加石蕊溶液，如变为红色，说明二氧化碳进入水中 【详解】（1）用如图1所示实验探究CO2的重要性质，可以看到的现象之一有：2处干燥紫色石蕊纸花不变色，3处湿润紫色石蕊纸花变红；从而得到的结论有：二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳和水反应生成酸性物质使紫色石蕊变红； （2）①由表中数据可知，二氧化碳溶于水的速度较慢。48h才溶解了100mL -59mL = 41mL，所以可用排水法收集二氧化碳的理由是：二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度。 ②48h时，水中剩余二氧化碳59mL，食盐水中剩余二氧化碳88mL，说明相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水。 （3）比较相同时间内二氧化碳的体积，有植物油的二氧化碳减少的较慢。结合探究的问题“探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响”分析该图可得出的结论是植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解。 （4）检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中，则检验水中是否含有二氧化碳。二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸呈酸性能使石蕊试液变红色，实验方案：取量筒内的水少量于试管中，滴加石蕊溶液，如变为红色，说明二氧化碳进入水中。 2．学习了CO2的性质后，同学们对“CO2的溶解性”产生了兴趣，在老师的指导下开展了实验探究活动。 【提出问题】在实验室条件下，1体积的水究竟能溶解多少体积的CO2 【进行实验】 (1)如图所示，向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到，将瓶倒转，放入水中，取下瓶盖，观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约处。 (2)得出结论：1体积的水能溶解。 【改进实验】 如图所示，取2支医用注射器分别抽取CO2和水，用胶管连接，交替推动2支注射器的活塞，反复多次至数据不再变化。 记录数据如下： 抽取CO2的体积 抽取水的体积 混合后总体积 10 mL 10 mL 13 mL (3)反复多次交替推动注射器活塞的目的是。 (4)由表中数据可知，在实验室条件下，1体积水最多能溶解体积的CO2。 【反思质疑】 (5)实验（1）中测得结果比改进实验中结果偏大，请你推测可能的原因是。 【数字化实验】 如图所示，为了多渠道确认CO2能溶于水，小组同学用数字化实验测量了容器内压强的变化。 (6)连接好仪器，（填实验操作名称）。 在三颈烧瓶中收集满CO2气体后，设置好数据采集参数。 点击数据采集按钮，将水注入，观察压强曲线变化（如图所示）。 (7)曲线不再变化后，停止收集数据，将紫色石蕊溶液注入烧瓶中，观察到。 (8)加入水后气压明显上升的原因是。 (9)停止收集数据时，瓶内气压大于初始气压的原因可能是。 【答案】(1)软塑料瓶变瘪 (2)1体积的二氧化碳 (3)使二氧化碳在水中充分溶解 (4)0.7 (5)加水过程中，部分二氧化碳逸出（合理即可） (6)检查装置的气密性 (7)溶液变红 (8)将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，气体被压缩，造成烧瓶内的压强迅速增大 (9)1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳，加入水的体积大于溶解的CO2体积，所以压强增大 【详解】（1）向一个集满CO2气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，由于二氧化碳溶于水，瓶内压强减小，所以观察到软塑料瓶变瘪； （2）将瓶倒转，放入水中，取下瓶盖，观察到瓶内液面缓慢上升到塑料瓶的约三分之二处，说明1体积的水能溶解1体积的二氧化碳； （3）反复多次交替推动注射器活塞的目的是使二氧化碳与水充分接触，快速溶解； （4）由表中数据可知，在实验室条件下，1体积水最多能溶解=0.7体积的CO2； （5）由于实验（1）中加水时有部分二氧化碳逸出，所以实验（1）中测得结果比改进实验中结果偏大； （6）探究反应过程中压强的变化，需要保证装置的气密性，则连接好仪器，检查装置气密性； （7）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变成红色，则将紫色石蕊溶液注入烧瓶中，观察到紫色石蕊溶液变成红色，原因是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变成红色； （8）加入水后气压明显上升的原因是加水后，密闭装置内气体的体积变小，气压增大； （9）反应后的二氧化碳体积小于加入的水和紫色石蕊溶液的体积，所以瓶内气压大于初始气压。 3．某小组探究高低蜡烛熄灭顺序实验。 小组同学做了两组实验。一组是将一瓶二氧化碳缓缓倒入放有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯里（如图甲）；另一组是用烧杯罩住两支高低不同的燃着的蜡烛（如图乙）。 (1)甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭，高处蜡烛的火焰后熄灭。由此可证明的物理性质是。 乙图实验中高处蜡烛的火焰先熄灭，低处蜡烛的火焰后熄灭。面对这一异常现象，小组同学进行如下探究： [提出问题]为什么高处的蜡烛先熄灭？ [猜想假设] 猜想1：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高。 猜想2：高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足。 [实验] (2)为了验证猜想1，小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体，两种气体所占体积分数分别为和，将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中，发现，从而证明猜想1不正确。 [实验]为了验证猜想2，小组同学设计并实施了下列实验。 实验装置 实验步骤 在圆筒形玻璃容器中放置3支不同高度的蜡烛，摆放位置如图所示。a、b、c三点均放置氧气、二氧化碳和温度三种传感器。    ①设置好传感器。 ②点燃蜡烛，迅速封盖并开始采集数据。 ③观察蜡烛熄灭顺序并记录熄灭时间。 ④待3支蜡烛完全熄灭。曲线趋于稳定时，停止数据采集。 [实验数据」 I．不同高度蜡烛的熄灭时间： 蜡烛高度 高（） 中（） 低（） 熄灭时间 Ⅱ．不同位置传感器测得的相应数据如图： [解释与结论] (3)实验4中3支蜡烛放置位置的俯视图正确的是________（填序号）。 A．   B．   C．   (4)通过以上实验可推测猜想2是正确的。请结合图中二氧化碳和氧气含量相关数据及变化趋势解释说明高处蜡烛先熄灭的原因：。 [反思与评价] 消防教育常提及火灾发生时“要往低处逃生”，提出这一逃生技巧的科学依据是什么？同学们针对这一问题进行资料查阅，得知：当空气中氧气含量低于时人会感到不适，二氧化碳含量过多易使人在火灾中窒息。此外，高温也是火灾中使人伤亡的另一主要原因。 (5)本实验同时也证明了火灾发生时“要往低处逃生”是合理的，结合传感器数据分析其依据是。 【答案】(1)二氧化碳密度比空气大 (2)蜡烛正常燃烧 (3)B (4)高处蜡烛熄灭时a处氧气的含量小于低处蜡烛熄灭时c处氧气的含量 (5)低处温度较低、二氧化碳含量较低、氧气含量较高 【详解】（1）二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，甲图实验中低处蜡烛的火焰先熄灭，高处蜡烛的火焰后熄灭，由此可证明CO2的物理性质是密度比空气大。故填：二氧化碳密度比空气大； （2）为了验证猜想1，即高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层二氧化碳的浓度较高，小组同学收集一瓶二氧化碳与氧气的混合气体，两种气体所占体积分数分别为和，将燃着的小蜡烛伸入该混合气体中，发现蜡烛正常燃烧，从而证明猜想1不正确。故填：蜡烛正常燃烧； （3） 由实验装置图可知，实验4中3支蜡烛放置位置的俯视图为。故选：B； （4）通过以上实验可推测猜想2是正确的，说明高处的蜡烛先熄灭是因为烧杯上层氧气的浓度不足，结合传感器数据分析可知，高处蜡烛先熄灭的原因是高处蜡烛熄灭时a处氧气的含量小于低处蜡烛熄灭时c处氧气的含量。故填：高处蜡烛熄灭时a处氧气的含量小于低处蜡烛熄灭时c处氧气的含量； （5）结合传感器数据分析可知，火灾发生时“要往低处逃生”是合理的，其依据是因为低处温度较低、二氧化碳含量较低、氧气含量较高。故填：低处温度较低、二氧化碳含量较低、氧气含量较高。 【点睛】本题难度不大，主要考查二氧化碳的性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识回答即可。 4．化学兴趣小组在老师指导下，对“蜡烛燃烧”进行探究。 查阅资料：生石灰遇上水会反应放出大量的热；石灰水可以使酚酞溶液变红。 蜡烛（主要含C、H、O元素）在密闭容器中熄灭的原因是什么？燃烧的产物是什么？小敏认为蜡烛熄灭的原因是燃烧消耗完了容器内的氧气，并对燃烧产物提出猜想： ①燃烧的产物可能有。 ②燃烧的产物可能有。 【活动1】探究蜡烛燃烧是否生成二氧化碳 (1)在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10毫升密闭容器中的气体，注入到试管中的澄清石灰水中，发现石灰水变浑浊，说明燃烧产物中有。 【活动2】探究蜡烛燃烧后密闭容器内是否有氧气剩余 为了进一步探究“蜡烛在空气中燃烧熄灭后，密闭容器中是否还剩余氧气”，兴趣小组又利用图一所示实验装置展开探究。图二是集气瓶内浓度随时间变化的图像。 步骤1：点燃蜡烛后伸入集气瓶，立即塞紧橡皮塞，观察到蜡烛在瓶内燃烧。 步骤2：待蜡烛自动熄灭，装置冷却后，在时，将滴管中的水全部滴入集气瓶。 (2)兴趣小组在观察到图一中出现现象，定性证明了蜡烛熄灭后仍有氧气剩余。 (3)图二中时间内，曲线下降的原因是。 【活动3】蜡烛在密闭容器中熄灭的原因 【提出问题】蜡烛在密闭容器中熄灭的原因是什么？ 【作出猜想】小林认为蜡烛在密闭容器中熄灭的原因是氧气含量降低导致；小安认为熄灭的原因是二氧化碳含量增多。 【实验探究】按如图装置进行实验，点燃蜡烛，用大烧杯罩住。 (4)一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色，说明此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的二氧化碳浓度（填“高”或“低”）。 为进一步验证假设1，小刚同学收集一瓶含氧气和二氧化碳的气体，将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭，蜡烛燃烧一段时间后慢慢熄灭。 (5)根据实验现象可知，小林猜想（填“合理”或“不合理”）。 (6)小颖使用传感器测得密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭的过程中（时蜡烛熄灭），装置内氧气和二氧化碳含量的变化曲线如图： 由此可得出蜡烛燃烧的条件是。 【答案】(1)CO2/二氧化碳(2)白磷燃烧，产生大量白烟(3)蜡烛燃烧消耗氧气(4)高(5)合理 (6)氧气浓度高于16% 【详解】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验中在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10毫升密闭容器中的气体，注入到试管中的澄清石灰水中，发现石灰水变浑浊，说明燃烧产物中有二氧化碳。 （2）燃烧的条件是：可燃物；可燃物与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点。根据资料，生石灰遇上水会反应放出大量的热。燃烧需要消耗氧气，实验结论是蜡烛熄灭后仍有氧气剩余，在时，将滴管中的水全部滴入集气瓶，生石灰能与水反应放热，导致白磷的温度达到着火点从而燃烧起来，则图一中出现的现象是：白磷燃烧，产生大量白烟。 （3）燃烧需要消耗氧气，图二中时间内，是蜡烛在燃烧，曲线下降的原因是：蜡烛燃烧消耗氧气。 （4）根据资料，石灰水可以使酚酞溶液变红。二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、水，导致石灰水变质，而碳酸钙和水都不能使酚酞溶液变红。一段时间后，发现贴在烧杯内上部的滤纸条先褪色，说明该处滤纸条上的石灰水先变质，则此时高蜡烛附近的二氧化碳浓度比低蜡烛附近的二氧化碳浓度高。 （5）小刚同学收集一瓶含氧气和二氧化碳的气体，此时瓶中二氧化碳含量比较大。将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密闭，蜡烛燃烧一段时间后慢慢熄灭，说明蜡烛在密闭容器中熄灭的原因是氧气含量降低导致，而不是因为二氧化碳含量增多，则小林的猜想合理。 （6）燃烧需要氧气，根据图像，燃烧停止时，氧气的浓度为16%，由此可得出蜡烛燃烧的条件是：氧气浓度高于16%。 5．某化学兴趣小组在实验室里验证二氧化碳的某些性质，设计的实验装置如图所示。 (1)向图1装置中通入CO2后，观察到装置A中的现象是。 (2)向图1装置中通入CO2后，观察到装置C中(填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭。 (3)小组同学在老师的指导下模仿二氧化碳与水反应，开展了“二氧化硫与水反应”的研究，二氧化硫的信息如资料卡片，实验如图2所示： 【提出问题】亚硫酸不稳定，图2中红色液体微热后为什么不变为紫色？其原因可能为： 【作出猜想】猜想1：加热不够充分 猜想2：与空气中的氮气有关 猜想3：与空气中的氧气有关 【实验验证】实验设计如表，请填写表格中的空格。 实验 操作 现象 结论 1 将图2中红色液体继续加热至沸腾 溶液仍为红色 猜想1(填“成立”或“不成立”) 2 如图3所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热 溶液先变红后变紫 猜想2不成立 3 如图3所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热 4 如图3所示，先通入适量SO2，再改通入，最后用酒精灯微热 溶液仍为红色 猜想3成立 【分析与结论】 图3试管中的植物油的作用是。 ②红色液体微热后不变为紫色的原因是：亚硫酸(H2SO3)易与空气中的一种物质反应生成硫酸(H2SO4)，请写出其化学方程式。 【答案】(1)紫色石蕊小花变红(2)下层 (3) 不成立 溶液变红后不再变色 氧气/O2 防止空气与溶液接触 【详解】（1）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。向图1装置中通入CO2后，二氧化碳接触湿润的紫色石蕊小花会反应生成碳酸，则装置A中的现象是：紫色石蕊小花变红。 （2）二氧化碳密度大于空气，不能燃烧也不支持燃烧，向图1装置中通入CO2后，CO2先接触到下层蜡烛，观察到装置C中下层的蜡烛先熄灭。 （3）实验1：将图2中红色液体继续加热至沸腾，溶液仍为红色，说明溶液不变为紫色不是因为加热不充分，则猜想1不成立； 实验3：实验结论是猜想2不成立，则溶液不变为紫色与氮气无关，实验现象是溶液变红后不再变色； 实验4：实验结论是猜想3成立，则溶液不变为紫色与氧气有关，实验操作应是先通入适量SO2，再改通入氧气，最后用酒精灯微热； 分析与结论：根据猜想，溶液不变为紫色可能与空气中的氮气、氧气有关，空气中含有氮气和氧气，无法控制单一变量，因此要避免空气接触试管中的溶液，则图3试管中的植物油的作用是防止空气与溶液接触。 根据结论，溶液不变为紫色与氧气有关，则亚硫酸(H2SO3)易与空气中的氧气反应生成硫酸(H2SO4)，导致溶液不变为紫色，该反应的化学方程式为：。 6．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。 7．学习小组利用数字化实验对二氧化碳的性质进行了探究。 【活动一】制取二氧化碳及含量的探究 (1)按照图A连接实验装置，检查该装置气密性的方法是。 (2)利用装置A制备二氧化碳气体，分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用，其中用排空气法收集时，选用的装置是（填“B”或“C”）； (3)利用图D装置，分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中，采集数据，得到如图1所示的时间-压强曲线。 ①用化学方程式解释压强变化的原因； ②该实验说明用（填“排水法”或“排空气法”）收集到的二氧化碳含量高，理由是。 【活动二】对比探究二氧化碳的性质 改用3个250mL的烧瓶均收集满二氧化碳气体，按图2分别组装好装置（85mL液体分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液），打开活塞，三位同学同时迅速将注射器内85mL不同液体注入各自烧瓶中，关闭活塞，同步采集数据；一段时间后，同时振荡烧瓶，整个过程所得数据绘制出图3所示的时间-压强曲线。 (4)曲线3代表的是加入的液体为（填编号）； a．水          b．饱和石灰水          c．40%的氢氧化钠溶液 (5)AB段压强增大的原因可能是。 (6)导致曲线1中CD段压强急速降低的原因是；若要进一步降低E点的方法是。 (7)曲线2和曲线3差异较大的原因是。 (8)根据图3所得曲线可以得出的结论是（填编号）。 ①二氧化碳能溶于水  ②二氧化碳能与水反应     ③饱和澄清石灰水可以用于检验二氧化碳 ④二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应                ⑤可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳 【答案】(1)用止水夹夹紧胶皮管，轻推或轻拉注射器活塞，松开活塞后，如果活塞回到原来的位置，则气密性良好(2)B (3) 排水法 注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体，锥形瓶内压强变化较大(4)c (5)在密闭的体系中，注入85mL液体导致压强增大 (6) 振荡烧瓶增大氢氧化钠溶液与二氧化碳气体接触面积，加快反应速率，导致压强急速降低 继续注入适量水，水和二氧化碳气体继续反应使压强更低 (7)氢氧化钠易溶于水，氢氧化钙微溶于水，相同质量的溶液，氢氧化钠能吸收更多二氧化碳，压强减小更多 (8)①④ 【详解】（1）按照图A所示连接实验装置，首先要形成密闭空间，所以用止水夹家住胶皮管，然后通过推拉注射器的活塞，看密闭空间的压强，具体检查该装置气密性的方法是：用止水夹夹紧胶皮管，轻推或轻拉注射器活塞，松开活塞后，如果活塞回到原来的位置，则气密性良好。 （2）二氧化碳的密度比空气大，用排空气法收集时，选用的装置是B。 （3）①分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中，采集数据，得到时间-压强曲线，氢氧化钠溶液与二氧化碳气体反应导致压强变化，该反应化学方程式：。 ②由图排水法收集的二氧化碳引起的压强变化明显，说明该实验排水法收集到CO2的含量较高，理由：注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体，锥形瓶内压强变化较大。 （4）氢氧化钠易溶于水，氢氧化钙微溶于水，相同质量的溶液，氢氧化钠能吸收更多二氧化碳，压强减小更多，且氢氧化钠溶液中含有水，水也与二氧化碳发生反应，排出水对实验造成的影响； 故选：c。 （5）AB段压强增大的原因可能是在密闭的体系中，注入85mL液体导致压强增大。 （6）3个250mL的烧瓶均收集满二氧化碳气体，按图2分别组装好装置（85mL液体分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液），打开活塞，三位同学同时迅速将注射器内85mL不同液体注入各自烧瓶中，关闭活塞，同步采集数据；一段时间后，同时振荡烧瓶，振荡烧瓶增大氢氧化钠溶液与二氧化碳气体接触面积，加快反应速率，导致压强急速降低。若要进一步降低E点的方法是继续注入适量水，水和二氧化碳气体继续反应使压强更低。 （7）曲线2和曲线3差异较大的原因是氢氧化钠易溶于水，氢氧化钙微溶于水，相同质量的溶液，氢氧化钠能吸收更多二氧化碳，压强减小更多。 （8）①根据图3所得曲线得知压强最终和起始几乎相同，说明一体积水几乎能溶解一体积的二氧化碳故可以说明二氧化碳能溶于水，能得出结论； ②根据图3所得曲线得知压强减小，无法判断是二氧化碳溶于水导致压强减小，还是二氧化碳与水反应导致压强减小，不能得出结论； ③二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊，但是图中只有压强变化，不能说明可用石灰水检验二氧化碳气体，不能得出结论； ④由二氧化碳与氢氧化钠溶液对应的曲线压强变化最大，可得出二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，能得出结论； ⑤二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，没有明显现象，图中只有压强变化，不能用氢氧化钠溶液检验二氧化碳，不能得出结论； 故选：①④。 8．同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行探究，请你回答下列问题。 【实验目的】探究二氧化碳溶于水是否与水反应。 【查阅资料】酸能使紫色石蕊试液变红（如：食醋中含有醋酸，能使紫色石蕊试液变红） 【探究思路】 (1)判断物质问是否发生化学反应的根本依据是。观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有发光放热、产生气泡、颜色变化或。 (2)溶于水无明显现象，（填“能”或“不能”）用观察的方法判断是否发生反应。 用实验的方法探究物质间是否反应的实验设计依据是：生成物和反应物的性质差异。 【提出猜想】 (3)猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应：猜想二：。 【设计实验】 (4)用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验： 序号 实验设计 ① 向第一朵纸花喷稀醋酸 ② ？ ③ 将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中 ④ 将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中 设计“实验①”的目的是。“实验设计②”的具体操作是。“实验设计③”的目的是。 【进行实验】观察记录实验现象，进行实验探究。 【实验结论】 (5)猜想二成立，支持猜想二成立的实验现象是，请你写出反应化学反应的方程式是。 【答案】(1) 是否产生新物质 产生沉淀(2)不能(3)二氧化碳溶于水能与水反应 (4) 证明酸能使紫色石蕊变红 向第二朵纸花上喷蒸馏水 验证二氧化碳气体能否使紫色石蕊变红(5) 实验②③中纸花不变红、实验①④中纸花变红 【详解】（1）有新物质生成的变化，属于化学变化，没有新物质生成的变化，属于物理变化，则判断物质间是否发生化学反应的根本依据是是否有新物质生成； 观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有发光放热、产生气泡、颜色变化或产生沉淀等； （2）CO2 溶于水无明显现象，无法说明二氧化碳和水没有生成新物质，所以不能用观察的方法判断是否发生反应； （3）根据猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应；可推知猜想二：二氧化碳溶于水能与水反应； （4）设计“实验①”向第一朵纸花喷稀醋酸，稀醋酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，目的是证明酸能使紫色石蕊变红； 分析整个实验可知，“实验设计②”是要验证水能否使纸花变色，故具体操作向第二朵纸花喷蒸馏水； “实验设计③”将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中，紫色石蕊不变色，目的是验证二氧化碳气体能否使紫色石蕊变红； （5）实验①中稀醋酸显酸性，能使紫色石蕊变红色；实验②中纸花不变色，说明水不能使石蕊变色，实验③中纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色；实验④中纸花变红，说明二氧化碳和水反应生成酸性物质，酸性物质时紫色石蕊变红色，则支持猜想二成立的实验现象是实验②③中纸花不变红、实验①④中纸花变红； 二氧化碳和水反应生成碳酸，化学方程式为：。 9．2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习的探究之旅。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 (1)同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的%，主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】 海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 (2)同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 (3)同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞，并将水全部推入软塑料瓶中，振荡 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的，振荡 液体变浑浊 【反思评价】 (4)同学们认为步骤③中发生的反应是（填化学方程式）。 (5)小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是。 【总结提升】 (6)同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2，（二氧化碳含量的一种表示方法）的图像，请你分析在0～1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【成果分享】 (7)通过项目化学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容。 【答案】(1) 0.03 减少二氧化碳的产生 (2)光合 (3)澄清石灰水 (4)Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O (5)碳酸不稳定易分解 (6)压强增大，二氧化碳的溶解度增大 (7)每天少开1小时灯（合理即可） 【详解】（1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的0.03%，它主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是减少二氧化碳的产生； （2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过光合作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”； （3）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，能使澄清石灰水变浑浊，可证明是二氧化碳； （4）步骤③中，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式是Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O； （5）碳酸不稳定易分解，所以同学们认为小刚的观点不正确； （6）二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是压强增大，二氧化碳的溶解度增大； （7）可以从节约电能方面考虑，故海报添加内容：每天少开1小时灯等。 10．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启了“低碳行动”项目化学习探究之旅。 任务一：探究家庭中二氧化碳的来源 【设计并进行实验】同学们走进厨房，用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如图1实验，放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。 【实验现象】 (1)红墨水水柱向边移动（填“左”或“右”）。 【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。 任务二：实验室模拟吸收二氧化碳的原理 【设计实验】 (2) 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅰ、如图2：向充满二氧化碳的软塑料瓶 中注入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋 紧瓶盖后，振荡 软塑料瓶变瘪 二氧化碳的物理性质 是 Ⅱ、继续向试管中滴加紫色石蕊溶液，振荡 二氧化碳能与水反应 【反思评价】 (3)实验中发生反应的化学方程式为。 (4)甲同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应，还有待完善，请你补充一个对比实验（描述实验过程及现象）。 任务三：制定低碳行动方案 (5)通过该项目的探究，小组同学对低碳行动有了新的认识，请补充完整。 低碳途径 低碳行动具体措施 减少二氧化碳的排放 请举出一种具体做法（任写一条）。 促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用绿色植物光合作用吸收大气中的。 二氧化碳的转化和封存 用二氧化碳做原料合成一些化工产品。 项目之旅结束了，同学们决定立刻行动起来，助力“双碳”目标早日实现！ 【答案】(1)左 (2) 二氧化碳能溶于水 溶液变红 (3) (4)将用紫色石蕊试液染成紫色并干燥的纸花放入干燥的二氧化碳气体中，紫色石蕊纸花不变色 (5)开发利用新能源（合理即可） 【详解】（1）结论为：炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明右边塑料瓶中二氧化碳含量高，二氧化碳是温室气体，将两个塑料瓶放在阳光下照射，右边温度高，压强大，故红墨水水柱向左边移动； （2）Ⅰ、向充满二氧化碳的软塑料瓶中注入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋紧瓶盖后，振荡，软塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，导致塑料瓶内气体减少，压强减小； Ⅱ、继续向试管中滴加紫色石蕊溶液，振荡，结论为二氧化碳能与水反应，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故现象是：溶液变红； （3）实验中发生反应为二氧化碳和水反应生成碳酸，该反应的化学方程式为：； （4）步骤Ⅱ中向试管中滴加紫色石蕊溶液，溶液变红，不能说明二氧化碳和水发生了反应，因为还可能是二氧化碳使紫色石蕊溶液变色，还应验证二氧化碳不能使紫色石蕊变色，故设计实验为：将用紫色石蕊试液染成紫色并干燥的纸花放入干燥的二氧化碳气体中，紫色石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色； （5）减少二氧化碳的排放，可以开发利用新能源，减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$