5.1 二氧化碳的性质与用途---2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

5.1 二氧化碳的性质与用途 知识导航 知识精讲 知识点1 二氧化碳的性质 1. 物理性质 （1） 色、态：常温、常压下，二氧化碳是一种 色 体。 （2） 密度：通常状况下，二氧化碳的密度比空气 。 （3） 溶解性： 溶于水（常温、常压下，1体积水中大约能溶解1体积二氧化碳）。在 压强或 温度时会使二氧化碳在一定量的水中溶解得更多。 （4） 状态变化：在高压、低温条件下可以转化为液态，甚至可转化为外形与冰相似的固态二氧化碳（称为 ）。 2. 化学性质 （1）二氧化碳与水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 实验1 将白色滤纸条用紫色石蕊溶液浸泡，取出后烘干，放入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察实验现象 纸条 实验2 如图所示，打开一个汽水瓶的盖子，塞上带导管的橡皮塞（注意导管口不能插入汽水中），将导管伸入滴加了紫色石蕊溶液 的蒸馏水中，轻轻振荡汽水瓶，观察并记录实验现象 汽水瓶中 ，试管中液体 实验3 如图所示，将实验2中的试管加热，观察并记录实验现象 试管中液体 【方法导引】 （1） 二氧化碳既能溶于水，又能与水反应，前者是物理性质，后者是化学性质。二氧化碳溶于水后，只有一小部分与水反应生成碳酸，大部分还是以二氧化碳的形式存在。 （2） 要证明有碳酸生成，需要借助紫色石蕊溶液，能使紫色石蕊溶液变红，证明溶液中生成了酸性物质。 （2）二氧化碳不可燃也不助燃 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将集气瓶中的二氧化碳慢慢倒入烧杯中，观察并记录实验现象 燃着的蜡烛 （3）二氧化碳与澄清石灰水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将汽水中的二氧化碳通 入澄清石灰水中，观察并记录实验现象 澄清石灰水 3. 碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙之间的转化 （1） 煅烧石灰石可以得到生石灰： 。 生石灰与水反应可以转化为熟石灰： ，反应过程中 。 （2） 氢氧化钙又可以吸收二氧化碳最终转化为碳酸钙： 。 知识点2 二氧化碳的用途 二氧化碳的性质 二氧化碳的用途 干冰升华吸热 作 ，常用于食品的保鲜、人工增雨等 能溶于水，增大压强，溶解得更多 生产汽水等 类饮料 一般不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 用来 二氧化碳能与多种物质发生化学反应 重要的 ，常用于生产纯碱、小苏打、化肥、塑料等 二氧化碳能和水光合作用 用作 能力拓展 考法01 二氧化碳的物理性质 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． 2.下列有关二氧化碳的用途中，利用了二氧化碳的物理性质的是 A．用于灭火 B．参与植物的光合作用 C．用于制碳酸饮料 D．干冰用于人工降雨 考法02 二氧化碳与水反应 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CO2密度比空气大 D.该实验可证明CO2能使石蕊变红 2.某小组用如图所示装置探究二氧化碳的性质。下列说法正确的是 A．图1、图2实验中都是短的蜡烛先熄灭 B．“釜底抽薪”灭火的原理和图2实验中蜡烛熄灭的原理相同 C．图3实验证明二氧化碳与水反应生成了酸 D．图3实验中观察到试管内液面上升、紫色石蕊溶液变蓝 考法03 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应 1.久盛石灰水的试剂瓶内壁上常附有一层白膜，这层白膜的主要成分是 A. 氧化钙 B. 氢氧化钙 C. 硫酸钙 D. 碳酸钙 2.如右图所示，向一个盛满CO2的锥形瓶中加入足量的澄清石灰水，迅速塞紧橡皮塞，打开止水夹(装置不漏气)。一段时间后，观察到气球和U型管中的变化现象是 A. 没有明显变化，U型管左右水位不变 B. 气球比原来变瘪，水全部进入锥形瓶 C. 气球膨胀变大，U型管水位左高右低 D. 气球膨胀后又瘪下去，U型管水位右高左低 考法04 二氧化碳不助燃的实验验证 1.下列关于CO2的性质和用途描述错误的是 A. CO2既不能燃烧也不能支持燃烧 B. CO2的固体叫做干冰，可作制冷剂 C. CO2不溶于水，也不与水反应 D. CO2可用作气体肥料 2.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 分层提分 题组A 基础过关练 1．下列有关CO2的实验中，只能证明CO2物理性质的是 A． B． C． D． 2．联欢晚会上利用干冰升华的原理使表演舞台的现场呈现云雾缭绕、如入仙境的景象。对该现象的微观解释错误的是 A．二氧化碳的分子种类不变 B．二氧化碳分子间间隔变大 C．水分子的质量不变 D．水分子间的间隔变大 3．下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是 A．二氧化碳能溶于水 B．一氧化碳不能燃烧，常用于灭火 C．二氧化碳是造成酸雨的主要物质 D．煤炉上放一盆水可防止一氧化碳中毒 5．兴趣小组同学利用下图装置探究二氧化碳在水中的溶解性；在软塑料瓶内收集满二氧化碳，然后向瓶内注射界注入水，盖紧瓶盖并振荡，观察到的现象是 ，发生该现象的原因是 ，该实验证明二氧化碳具有的物理性质是 。 6．如图所示，将集气瓶中的二氧化碳气体沿烧杯壁倒入烧杯中，看到下层的蜡烛先熄灭，由此实验可以证明二氧化碳的性质是：① ；② ，从而推测CO2可以用来 。    题组B 能力提升练 1．将由CO、组成的混合气体先通过足量灼热的氧化铜充分反应后，所得气体再通入到足量的石灰水中，得到白色沉淀，则原混合物中碳元素的质量分数为 A．12% B．37.5% C．36% D．32% 2．为了证明二氧化碳能与氢氧化钠反应，兴趣小组的同学设计了如图甲、乙两组实验，其中图1为测得乙实验瓶内气压随时间的变化情况，下列说法错误的是 （已知：通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳） A．甲实验观察到试管a内液面比试管b内的液面上升的高 B．甲实验可证明二氧化碳能与水反应 C．实验乙中首先注入瓶中的药品是H2O D．对比图1坐标图中的bc和de两段曲线可证明二氧化碳能与氢氧化钠反应 题组C 培优拔尖练 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 。 课后巩固练习 一、选择题 1．下列指定反应的化学方程式正确的是 A．镁条在氧气中燃烧：2Mg + O2 = 2MgO B．大理石放入稀盐酸中：CaCO3 + HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O C．二氧化碳通入水中：CO2↑+H2O = H2CO3 D．CO在空气中的燃烧：2CO+O22CO2 2．用如下实验验证CO2的性质.操作步骤：取2个250mL的烧瓶分别用向上排空气法集满CO2以备用。如图甲、乙所示，同时迅速将注射器内液体（足量）全部注入各自烧瓶中，关闭活塞，振荡烧瓶；一段时间后，用传感器测得甲、乙瓶内压强与时间的关系分别对应图丙中的曲线甲、乙（足量的NaOH溶液能完全吸收CO2）。下面说法不正确的是 A．由曲线甲可推知：1体积水中大约溶解1体积CO2 B．振荡烧瓶的主要目的加大CO2的吸收总量 C．对比曲线甲、乙，可以推测CO2能否与溶液中的NaOH发生反应 D．乙装置中最终压强为mkPa，可能是集得的CO2不纯 3．下面是CO2、O2的自述，属于物理性质的是 A． B． C． D． 4．汽车排气系统中安装了三元催化器（主要含有铂、铑、钯等贵重金属），用来处理汽车尾气中的有机物（HC）、CO、氮氧化合物（NOX），其反应如图所示，以下分析正确的是 A．反应前后氢原子数目发生了变化 B．反应后铂、铑、钯的质量发生了变化 C．有机物（HC）最终生成了CO2和H2O D．经三元催化器处理后的尾气不会造成温室效应 5．如图所示是自然界存在的三大重要循环——“水循环”“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是 A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指二氧化碳 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒 C．平衡观：碳、氧循环使得大气中氧气增加和二氧化碳减少 D．微粒观：绿色植物的光合作用会使自然界中的氧原子总数增加 6．下列实验方案不能达到相应目的的是 实验方案 目的 A．证明呼出气体比吸入空气的CO2含量多 B．证明分子总在不断运动 C．测定空气中氧气的含量 D．证明蜡烛燃烧生成了二氧化碳 A．A B．B C．C D．D 7．在地球的大气层中，因二氧化碳含量的增加而使气候温度升高的现象称为温室效应。引起二氧化碳含量增加的主要原因是 A．植物的光合作用 B．人口增长后呼出的二氧化碳 C．含碳燃料的燃烧 D．碳酸饮料中的二氧化碳放出 8．区分下列各组物质的方法中可行的是 A．用燃烧的木条区别氮气和二氧化碳 B．用观察颜色的方法区分氯酸钾和碳酸氢铵 C．用肥皂水区别硬水和软水 D．用过滤的方法区分食盐水和蒸馏水 二、填空与简答 9．选择下列适当的物质填空（选填序号）。 A．氮气    B．金刚石    C．氧气   D．食盐  E．氢气    F．活性炭     G．石墨    H．干冰 (1)常用作粮食保护气的是 。 (2)常用于切割玻璃的是 。 (3)可用于人工降雨的是 。 (4)常用作火箭助燃剂的是 。 (5)家庭用于调味品的是 。 (6)常用作电池电极的是 。 10．选择下列物质，用序号填空：①氧气、②氮气、③二氧化碳、④稀有气体。 (1)充入食品包装袋以防腐的是 。 (2)绿色植物进行光合作用吸收的是 。 (3)用于医疗急救的是 。 (4)通电时发出不同颜色光的是 。 11．我国科学家已经实现利用二氧化碳人工合成淀粉[（C6H10O5）n] ，如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图，回答下列问题， (1)从微观角度看，图中共有 种分子； (2)3.2克有机物X中碳元素的质量为 克； (3)若人工合成淀粉实现了工厂化、规模化生产，在一定程度上能 (填字母)。 A．缓解粮食危机 B．节省耕地资源 C．缓解全球变暖 D．减少空气污染 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.1 二氧化碳的性质与用途 知识导航 知识精讲 知识点1 二氧化碳的性质 1. 物理性质 （1） 色、态：常温、常压下，二氧化碳是一种无色气体。 （2） 密度：通常状况下，二氧化碳的密度比空气大。 （3） 溶解性：能溶于水（常温、常压下，1体积水中大约能溶解1体积二氧化碳）。在增大压强或降低温度时会使二氧化碳在一定量的水中溶解得更多。 （4） 状态变化：在高压、低温条件下可以转化为液态，甚至可转化为外形与冰相似的固态二氧化碳（称为干冰）。 2. 化学性质 （1）二氧化碳与水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 实验1 将白色滤纸条用紫色石蕊溶液浸泡，取出后烘干，放入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察实验现象 纸条不变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 实验2 如图所示，打开一个汽水瓶的盖子，塞上带导管的橡皮塞（注意导管口不能插入汽水中），将导管伸入滴加了紫色石蕊溶液 的蒸馏水中，轻轻振荡汽水瓶，观察并记录实验现象 汽水瓶中有气泡冒出，试管中液体变为红色 二氧化碳与水反应生成的物质能使紫色石蕊溶液变红 CO2+H2O==H2CO3 实验3 如图所示，将实验2中的试管加热，观察并记录实验现象 试管中液体恢复到原来的紫色 新生成的物质受热易分解 H2CO3 ∆ CO2↑+H2O 【方法导引】 （1） 二氧化碳既能溶于水，又能与水反应，前者是物理性质，后者是化学性质。二氧化碳溶于水后，只有一小部分与水反应生成碳酸，大部分还是以二氧化碳的形式存在。 （2） 要证明有碳酸生成，需要借助紫色石蕊溶液，能使紫色石蕊溶液变红，证明溶液中生成了酸性物质。 （2）二氧化碳不可燃也不助燃 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将集气瓶中的二氧化碳慢慢倒入烧杯中，观察并记录实验现象 燃着的蜡烛自下而上依次熄灭 一般情况下，二氧化碳不可燃也不助燃，且密度大于空气 （3）二氧化碳与澄清石灰水的反应 实验内容 实验现象 实验结论 如图所示，将汽水中的二氧化碳通 入澄清石灰水中，观察并记录实验现象 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 3. 碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙之间的转化 （1） 煅烧石灰石可以得到生石灰：CaCO3 高温 CaO+CO2↑。 （2） 生石灰与水反应可以转化为熟石灰：CaO+H2O == Ca(OH)2 ，反应过程中放出大量的热。 （3） 氢氧化钙又可以吸收二氧化碳最终转化为碳酸钙：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。 知识点2 二氧化碳的用途 二氧化碳的性质 二氧化碳的用途 干冰升华吸热 作制冷剂，常用于食品的保鲜、人工增雨等 能溶于水，增大压强，溶解得更多 生产汽水等碳酸类饮料 一般不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 用来灭火 二氧化碳能与多种物质发生化学反应 重要的化工原料，常用于生产纯碱、小苏打、化肥、塑料等 二氧化碳能和水光合作用 用作气体肥料 能力拓展 考法01 二氧化碳的物理性质 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。 2.下列有关二氧化碳的用途中，利用了二氧化碳的物理性质的是 A．用于灭火 B．参与植物的光合作用 C．用于制碳酸饮料 D．干冰用于人工降雨 【答案】D 【解析】A、二氧化碳用于灭火，是因为二氧化碳不燃烧，不支持燃烧（化学性质），且密度比空气大（物理性质），既利用了二氧化碳的物理性质，又利用了其化学性质，不符合题意；B、二氧化碳参与植物的光合作用，需要通过化学变化才能表现出来，利用的是其化学性质，不符合题意；C、二氧化碳用于制碳酸饮料，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，需要通过化学变化才能表现出来，利用的是其化学性质，不符合题意；D、干冰用于人工降雨，是因为干冰升华吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意。故选D。 考法02 二氧化碳与水反应 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CO2密度比空气大 D.该实验可证明CO2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。 2.某小组用如图所示装置探究二氧化碳的性质。下列说法正确的是 A．图1、图2实验中都是短的蜡烛先熄灭 B．“釜底抽薪”灭火的原理和图2实验中蜡烛熄灭的原理相同 C．图3实验证明二氧化碳与水反应生成了酸 D．图3实验中观察到试管内液面上升、紫色石蕊溶液变蓝 【答案】C 【详解】A、二氧化碳的密度比空气大，故图1中短的蜡烛先熄灭，图2中蜡烛燃烧产生二氧化碳，热的二氧化碳密度变小，故图2中长的蜡烛先熄灭，故A错误；B、“釜底抽薪”灭火的原理是清除可燃物，图2中蜡烛熄灭的原理是隔绝氧气，故B错误；C、图3中，试管内液面上升，且紫色石蕊试液变红，说明二氧化碳与水发生反应生成了酸性物质，故C正确；D、图3实验中观察到试管内液面上升、紫色石蕊溶液变红，故D错误，故选C。 考法03 二氧化碳与氢氧化钙溶液反应 1.久盛石灰水的试剂瓶内壁上常附有一层白膜，这层白膜的主要成分是 A. 氧化钙 B. 氢氧化钙 C. 硫酸钙 D. 碳酸钙 【答案】D 【解析】石灰水中的溶质是氢氧化钙，能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水；碳酸钙是一种白色固体，难溶于水，故长期盛石灰水的瓶子内壁上常附有一层白膜，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。故选：D。 2.如右图所示，向一个盛满CO2的锥形瓶中加入足量的澄清石灰水，迅速塞紧橡皮塞，打开止水夹(装置不漏气)。一段时间后，观察到气球和U型管中的变化现象是 A. 没有明显变化，U型管左右水位不变 B. 气球比原来变瘪，水全部进入锥形瓶 C. 气球膨胀变大，U型管水位左高右低 D. 气球膨胀后又瘪下去，U型管水位右高左低 【答案】C 【解析】如图所示，向一个盛满CO2的锥形瓶中加入足量的澄清石灰水后，二氧化碳会与氢氧化钙反应，生成水和碳酸钙沉淀，从而使锥形瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，空气会通过气球上的玻璃管进入气球，使气球膨胀变大。打开止水夹后，因为U型管左边压强减小，在外界大气压的作用下，左边的水柱高度上升，右边的水柱高度下降。一段时间后，可以看到气球膨胀变大，U型管水位左高右低，故选项A、B、D错误，不符合题意；C正确，符合题意。故选：C 考法04 二氧化碳不助燃的实验验证 1.下列关于CO2的性质和用途描述错误的是 A. CO2既不能燃烧也不能支持燃烧 B. CO2的固体叫做干冰，可作制冷剂 C. CO2不溶于水，也不与水反应 D. CO2可用作气体肥料 【答案】C 【解析】A、CO2既不能燃烧也不能支持燃烧，描述正确；B、CO2的固体叫做干冰，易升华获得低温，可作制冷剂，描述正确；C、CO2能溶于水，也能与水反应生成碳酸，描述错误；D、CO2参与光合作用，可用作气体肥料，描述正确。故选C。 2.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。 分层提分 题组A 基础过关练 1．下列有关CO2的实验中，只能证明CO2物理性质的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、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，故选项不符合题意； B、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，属于二氧化碳的化学性质，故选项不符合题意； C、二氧化碳可溶于水，且二氧化碳与氢氧化钙溶液反应，属于二氧化碳的化学性质，故选项不符合题意； D、倾倒二氧化碳后，杠杆右端会下沉，证明了二氧化碳的密度比空气大，只是证明了二氧化碳的物理性质，故选项符合题意； 故选：D。 2．联欢晚会上利用干冰升华的原理使表演舞台的现场呈现云雾缭绕、如入仙境的景象。对该现象的微观解释错误的是 A．二氧化碳的分子种类不变 B．二氧化碳分子间间隔变大 C．水分子的质量不变 D．水分子间的间隔变大 【答案】D 【详解】A、干冰升华过程中，只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，二氧化碳的分子种类不变，微观解释正确；不符合题意； B、干冰升华过程中，二氧化碳分子间的间隔变大，微观解释正确，不符合题意； C、干冰升华过程中吸热获得低温，空气中的水蒸气液化，水分子的质量不变，微观解释正确，不符合题意； D、干冰升华过程中吸热获得低温，空气中的水蒸气液化，水分子间的间隔变小，微观解释错误，符合题意。 故选D。 3．下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是 A．二氧化碳能溶于水 B．一氧化碳不能燃烧，常用于灭火 C．二氧化碳是造成酸雨的主要物质 D．煤炉上放一盆水可防止一氧化碳中毒 【答案】A 【详解】A、二氧化碳能溶于水，通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，符合题意； B、一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火，不符合题意； C、二氧化碳含量过多，会导致温室效应，二氧化碳不会造成酸雨，不符合题意； D、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一盆水不能防止一氧化碳中毒，不符合题意。 故选A。 5．兴趣小组同学利用下图装置探究二氧化碳在水中的溶解性；在软塑料瓶内收集满二氧化碳，然后向瓶内注射界注入水，盖紧瓶盖并振荡，观察到的现象是 ，发生该现象的原因是 ，该实验证明二氧化碳具有的物理性质是 。 【答案】 塑料瓶变瘪 二氧化碳溶于水后，使塑料瓶内气体压强减小 二氧化碳能溶于水 【详解】在软塑料瓶内收集满二氧化碳，然后向瓶内注射界注入水，盖紧瓶盖并振荡，观察到的现象是塑料瓶变瘪； 发生该现象的原因是二氧化碳溶于水后，使塑料瓶内气体压强减小，导致塑料瓶变瘪； 该实验证明二氧化碳具有的物理性质是二氧化碳能溶于水。 6．如图所示，将集气瓶中的二氧化碳气体沿烧杯壁倒入烧杯中，看到下层的蜡烛先熄灭，由此实验可以证明二氧化碳的性质是：① ；② ，从而推测CO2可以用来 。    【答案】 密度比空气大 不燃烧、不支持燃烧 灭火 【详解】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。 题组B 能力提升练 1．将由CO、组成的混合气体先通过足量灼热的氧化铜充分反应后，所得气体再通入到足量的石灰水中，得到白色沉淀，则原混合物中碳元素的质量分数为 A．12% B．37.5% C．36% D．32% 【答案】D 【详解】将7.5g由 CO、CO2组成的混合气体先通过足量灼热的氧化铜，一氧化碳和氧化铜反应：，所得气体再通入到足量的石灰水中，二氧化碳和氢氧化钙反应：，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，由化学方程式可知，混合气体中的碳元素完全转化到了碳酸钙中，则原混合气体中碳元素的质量=，则原混合物中碳元素的质量分数=。 故选D。 2．为了证明二氧化碳能与氢氧化钠反应，兴趣小组的同学设计了如图甲、乙两组实验，其中图1为测得乙实验瓶内气压随时间的变化情况，下列说法错误的是 （已知：通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳） A．甲实验观察到试管a内液面比试管b内的液面上升的高 B．甲实验可证明二氧化碳能与水反应 C．实验乙中首先注入瓶中的药品是H2O D．对比图1坐标图中的bc和de两段曲线可证明二氧化碳能与氢氧化钠反应 【答案】B 【详解】A、甲实验中，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，能使试管内气体减少，压强减小，试管内液面上升，二氧化碳能溶于水，且能与水反应，导致试管内气体减少，压强减小，试管内液面上升，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力比水强，故甲实验观察到试管a内液面比试管b内的液面上升的高，不符合题意； B、甲实验观察到试管a内液面比试管b内的液面上升的高，说明a试管中二氧化碳消耗的多，说明二氧化碳能与氢氧化钠反应，不能说明二氧化碳能与水反应，符合题意； C、分析图乙中三颈烧瓶内压强变化可知：ab段压强变大，是因为液体进入三颈烧瓶，气体体积被压缩，bc段压强变小，且压强减小的少，反应后压强与原来压强几乎相同，故首先注入瓶中的药品是H2O，因为通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，不符合题意； D、二氧化碳溶于水，且1体积的水溶解1体积的二氧化碳，故反应后压强与原来压强几乎相同；故bc段是二氧化碳与水的反应，cd段压强变大是因为氢氧化钠溶液进入三颈烧瓶，气体被压缩，de段压强显著变小是因为氢氧化钠与二氧化碳反应，对比bc和de两段压强减小的速率和幅度，de段压强比bc段压强下降的多，可说明氢氧化钠与二氧化碳反生了反应，不符合题意。 故选B。 题组C 培优拔尖练 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。 课后巩固练习 一、选择题 1．下列指定反应的化学方程式正确的是 A．镁条在氧气中燃烧：2Mg + O2 = 2MgO B．大理石放入稀盐酸中：CaCO3 + HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O C．二氧化碳通入水中：CO2↑+H2O = H2CO3 D．CO在空气中的燃烧：2CO+O22CO2 【答案】D 【详解】A、该化学方程式缺少反应条件，正确的化学方程式应为，故书写错误； B、该化学方程式没有配平，正确的化学方程式为，故书写错误； C、反应物中的气体不需要加“↑”，正确的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3，故书写错误； D、该化学方程式书写完全正确。 故选D。 2．用如下实验验证CO2的性质.操作步骤：取2个250mL的烧瓶分别用向上排空气法集满CO2以备用。如图甲、乙所示，同时迅速将注射器内液体（足量）全部注入各自烧瓶中，关闭活塞，振荡烧瓶；一段时间后，用传感器测得甲、乙瓶内压强与时间的关系分别对应图丙中的曲线甲、乙（足量的NaOH溶液能完全吸收CO2）。下面说法不正确的是 A．由曲线甲可推知：1体积水中大约溶解1体积CO2 B．振荡烧瓶的主要目的加大CO2的吸收总量 C．对比曲线甲、乙，可以推测CO2能否与溶液中的NaOH发生反应 D．乙装置中最终压强为mkPa，可能是集得的CO2不纯 【答案】B 【详解】A、由图可知，曲线甲代表反应前后压强基本保持不变，说明加入的水的体积与溶解的气体的体积相等，可以推测：1体积水中大约溶解1体积CO2，选项正确； B、振荡烧瓶的主要目的增大二氧化碳与液体的接触面积，加大CO2的溶解速率，选项错误； C、曲线乙代表的反应前后压强变化比曲线甲代表的反应前后压强变化大很多，说明等体积的氢氧化钠溶于比水吸收的二氧化碳多很多，对比曲线甲、乙，可以推测CO2能与溶液中的NaOH发生反应，选项正确； D、由题文可知，足量的NaOH溶液能完全吸收CO2，乙装置中最终压强为mkPa，即气体由剩余，可能是集得的CO2不纯，选项正确，故选B。 3．下面是CO2、O2的自述，属于物理性质的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、氧气的助燃性，需要通过化学变化才能表现出来，属于物质的化学性质，故A错误； B、干冰用作人工降雨，是利用干冰升华时吸收大量的热，而使空气中的水蒸气形成降雨，不需要通过化学变化才能表现出来，利用的是其物理性质，故B正确； C、氧气使食物变质，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故C错误； D、二氧化碳和水在光照的条件下的光合作用，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故D错误； 故选B。 4．汽车排气系统中安装了三元催化器（主要含有铂、铑、钯等贵重金属），用来处理汽车尾气中的有机物（HC）、CO、氮氧化合物（NOX），其反应如图所示，以下分析正确的是 A．反应前后氢原子数目发生了变化 B．反应后铂、铑、钯的质量发生了变化 C．有机物（HC）最终生成了CO2和H2O D．经三元催化器处理后的尾气不会造成温室效应 【答案】C 【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应前后氢原子数目不变，不符合题意； B、在该反应中，铂、铑、钯是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，不符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，有机物中含C、H元素，生成物中也应含C、H元素，故有机物最终生成了二氧化碳和水，符合题意； D、经三元催化器处理后的尾气中含二氧化碳，二氧化碳含量过多会导致温室效应，不符合题意。 故选C。 5．如图所示是自然界存在的三大重要循环——“水循环”“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是 A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指二氧化碳 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒 C．平衡观：碳、氧循环使得大气中氧气增加和二氧化碳减少 D．微粒观：绿色植物的光合作用会使自然界中的氧原子总数增加 【答案】B 【详解】A、人类每时每刻都在进行呼吸作用以及其他各项生理活动，进行其他工作与劳动，所以每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”指的是碳元素，不符合题意； B、由质量守恒定律可知，碳、氧循环过程中各元素守恒，符合题意； C、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，不符合题意； D、由质量守恒定律可知，化学反应的过程中，原子的种类与数目均保持不变，所以自然界中的氧原子总数不变，不符合题意。 故选B。 6．下列实验方案不能达到相应目的的是 实验方案 目的 A．证明呼出气体比吸入空气的CO2含量多 B．证明分子总在不断运动 C．测定空气中氧气的含量 D．证明蜡烛燃烧生成了二氧化碳 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、比较二氧化碳含量高低应使用澄清石灰水，不能使用燃着的木条。A实验方案不能达到相应目的，A符合题意； B、一段时间后，蘸有酚酞溶液的棉签变红，说明氨分子运动到了酚酞溶液中。证明分子总在不断运动。B实验方案能达到相应目的，B不符合题意； C、红磷在空气中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，集气瓶中压强减小，能用来测定空气中氧气的含量。C实验方案能达到相应目的，C不符合题意； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方，可以证明蜡烛燃烧生成了二氧化碳。D实验方案能达到相应目的，D不符合题意。 综上所述：选择A。 7．在地球的大气层中，因二氧化碳含量的增加而使气候温度升高的现象称为温室效应。引起二氧化碳含量增加的主要原因是 A．植物的光合作用 B．人口增长后呼出的二氧化碳 C．含碳燃料的燃烧 D．碳酸饮料中的二氧化碳放出 【答案】C 【详解】A、植物的光合作用吸收二氧化碳，而不是释放二氧化碳，故A错误； B、呼吸作用虽能产生二氧化碳，但自从地球上有生命就有了呼吸，但过去二氧化碳的含量却能保持平衡，故造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因不是呼吸作用，故B错误； C、含碳燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的含碳燃料大量增加，这正是造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因之一，故C正确； D、碳酸分解的二氧化碳很少，不足以影响大气中二氧化碳的含量，故D错误。 故选C。 8．区分下列各组物质的方法中可行的是 A．用燃烧的木条区别氮气和二氧化碳 B．用观察颜色的方法区分氯酸钾和碳酸氢铵 C．用肥皂水区别硬水和软水 D．用过滤的方法区分食盐水和蒸馏水 【答案】C 【详解】A、氮气和二氧化碳都不燃烧，不支持燃烧，均能使燃着的木条熄灭，则用燃烧的木条不能区别氮气和二氧化碳，故A不符合题意； B、氯酸钾和碳酸氢铵都是白色，则用观察颜色的方法不能区分氯酸钾和碳酸氢铵，故B不符合题意； C、加入肥皂水振荡后，产生较多泡沫的是软水，产生较少泡沫的是硬水，可以区分，故C符合题意； D、过滤只能过滤不溶于液体的固体，食盐水和蒸馏水都属于液体，不能通过过滤进行鉴别，故D不符合题意； 故选：C。 二、填空与简答 9．选择下列适当的物质填空（选填序号）。 A．氮气    B．金刚石    C．氧气   D．食盐  E．氢气    F．活性炭     G．石墨    H．干冰 (1)常用作粮食保护气的是 。 (2)常用于切割玻璃的是 。 (3)可用于人工降雨的是 。 (4)常用作火箭助燃剂的是 。 (5)家庭用于调味品的是 。 (6)常用作电池电极的是 。 【答案】(1)A (2)B (3)H (4)C (5)D (6)G 【详解】（1）氮气化学性质稳定，不容易参加反应，常用作粮食保护气的是氮气，故选A； （2）金刚石是自然界最硬的物质，常用于切割玻璃的是金刚石，故选B； （3）可用于人工降雨的是干冰，干冰升华吸热温度降低，水蒸气冷凝，故选H； （4）氧气有助燃性，常用作火箭助燃剂的是氧气，故选C； （5）食盐有咸味，家庭用于调味，故选D； （6）石墨具有良好的导电性，常用作电池电极的是石墨，故选G。 10．选择下列物质，用序号填空：①氧气、②氮气、③二氧化碳、④稀有气体。 (1)充入食品包装袋以防腐的是 。 (2)绿色植物进行光合作用吸收的是 。 (3)用于医疗急救的是 。 (4)通电时发出不同颜色光的是 。 【答案】(1)② (2)③ (3)① (4)④ 【详解】（1）氮气化学性质稳定，且无毒，可填充于食品包装中用于防腐，故填：②； （2）绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故填：③； （3）氧气具有氧化性，能供给呼吸，可用于医疗急救，故填：①； （4）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，故填：④。 11．我国科学家已经实现利用二氧化碳人工合成淀粉[（C6H10O5）n] ，如图为人工合成淀粉过程中第一步反应的微观示意图，回答下列问题， (1)从微观角度看，图中共有 种分子； (2)3.2克有机物X中碳元素的质量为 克； (3)若人工合成淀粉实现了工厂化、规模化生产，在一定程度上能 (填字母)。 A．缓解粮食危机 B．节省耕地资源 C．缓解全球变暖 D．减少空气污染 【答案】(1)4/四 (2)1.2 (3)ABC 【详解】（1）由分子结构模型可知，图中共有4种分子； （2）X的化学式为CH3OH，3.2克有机物X中碳元素的质量为：3.2g××100%=1.2g； （3）A、若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产，在一定程度上能缓解粮食危机，符合题意； B、若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产，在一定程度上能缓解粮食危机，节省耕地资源，符合题意； C、二氧化碳排放过量会导致温室效应，若人工合成淀粉实现工厂化、规模化生产，在一定程度上能缓解温室效应，缓解全球变暖，符合题意； D、二氧化碳排放过量会导致温室效应，但是二氧化碳是空气的成分，不属于空气污染物，不符合题意； 故选：ABC。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$