第3节 大气中的二氧化碳（高效培优讲义）科学新教材浙教版八年级下册

第3节 大气中的二氧化碳 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 二氧化碳的性质 1 题型2 二氧化碳的制取 3 题型3 二氧化碳的应用 6 【能力培优练】 9 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 二氧化碳的性质 1.物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体(干冰)，干冰易吸热升华 2.化学性质： ①通常不燃烧，也不支持燃烧 ②与水反应：H2O+CO2===H2CO3(不稳定) ③与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 【典例1】下列关于二氧化碳性质的验证实验，只能反映二氧化碳物理性质的是（　　） A． B． C． D． 跟踪训练1 如图所示，若关闭Ⅱ阀打开I阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；若关闭I阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（　　） ①浓H2SO4②浓NaOH溶液③饱和NaCl溶液． A．①② B．①②③ C．只有① D．只有② 跟踪训练2 某小组用图1的装置探究CO2的化学性质。相同条件下，分别将等体积的水、澄清石灰水和氢氧化钠溶液注入集满CO2的锥形瓶中，测得压强随时间的变化如图2。下列说法错误的是（　　） A．0～15s，压强迅速上升是因为向锥形瓶中注入了液体 B．100s时，实验c中锥形瓶内的CO2已经被完全吸收 C．实验a中反应生成了能使紫色石蕊溶液变红的物质 D．对比三组实验，氢氧化钠溶液吸收CO2的效果最好 跟踪训练3 利用如图装置，验证CO2的性质． （1）甲中的现象是 ． （2）乙中发生反应的化学方程式为 ． （3）丙中下方蜡烛先熄灭上方蜡烛后熄灭，此现象证明二氧化碳具有的性质 ． 题型2 二氧化碳的制取 1.二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2)原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满 (6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O. 【典例2】用如图所示的装置制取二氧化碳，操作比较简便。 （1）装入试剂后，往B瓶中放入一片干燥的紫色石蕊试纸，打开止水夹2分钟后发现试纸还是紫色，请说明试纸没变红的理由 。 （2）如果要暂停反应，只需将止水夹夹在橡皮导管上，当看到 （描述现象）时说明稀盐酸和石灰石不再反应了。 跟踪训练1 实验室可以选用如图所示的装置制取二氧化碳气体并进行有关研究。请回答下列问题。（提示：浓硫酸具有吸水性。） （1）若使用A装置制取二氧化碳，如何检查装置的气密性： 。 （2）如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的 。请写出该反应的化学方程式： 。 （3）若要制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述装置中选择适当的装置进行连接，并写出连接顺序： （填字母）。 跟踪训练2 某学习小组以“气体制备”为主题开展基础实验与跨学科实践，回答下列问题： （1）写出标号d仪器的名称 。 （2）实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合 （填字母，从A～F中选）。 （3）小明利用过氧化氢溶液制氧气的原理自制了家庭简易制氧机，如图G所示。其反应的化学方程式为 。①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 。 ②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中 （填“a”或“b”）端导管伸入水面下。 跟踪训练3 某实验小组同学想利用如图所示装置制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳（所用装置气密性良好）。 【查阅资料】a、二氧化碳在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小。 b、CaCl2溶液呈中性。 （1）装置B的作用是 。 （2）实验中观察到A中持续有大量气泡产生，但较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满，原因是 。 （3）同学们改进实验装置并成功完成了实验。在处理废液时，小新同学认为不能将锥形瓶中的废液直接倒入下水道，而应该向废液中加入过量的 （填化学式）反应完全后过滤，就可得到只含CaCl2种溶质的溶液。 题型3 二氧化碳的应用 1、二氧化碳在空气中虽然含量不多，但用途较广。植物的光合作用需要大量的二氧化碳，因此可把二氧化碳作为气体肥料，提高光合作用的强度和效率。二氧化碳也可作为工业原料、食品原料，用于制纯碱、尿素和汽水。由于二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，因此，它还可用于灭火。 干冰(固态二氧化碳)升华变成气体时，要吸收大量热，会使周围的空气温度迅速降低，空气里的水蒸气就凝结成雾。 2. CO2对人体健康的影响 空气中CO2的体积分数 对人体的影响 1% 感到气闷、头晕、心悸 4%~5% 感到气闷、头痛、眩晕 10%以上 使人神志不清、呼吸停止，以致死亡 3、简易灭火器 【典例3】青梗白菜是华东地区较为常见的青菜品种，其富含蛋白质、膳食纤维、多种维生素等，营养价值高。 CO2通常被认为是一种温室效应气体，但它也是一种宝贵的资源。空气中 CO2浓度仅达到植物最适宜生长的CO2浓度的35%—40%，因此应采取有效措施来提高CO2浓度。有些地方的做法是将沼气生产后生成的CO2制成液态肥，既补充植物所亏缺的CO2，又避免二次污染。 研究这种液态肥的碳释放规律可以确定其最佳施用期，其研究结果如图所示。 进一步研究表明，施用CO2液态肥后，青梗白菜的质量明显增加，而且大部分的营养物质含量如维生素C、蛋白质的含量均明显提高。 请回答下列问题： （1）青梗白菜所含的营养物质中能提供能量的有 （填写一种）。 （2）支持“CO2是一种宝贵的资源”这一观点的证据有 （写出一点即可）。 （3）由研究结果可知CO2液态肥的碳释放主要集中在前 天；由此可推出的 结论。 （4）请你向种植者提出一条可以实现可持续发展的建议 。 跟踪训练1 如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。 （1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝 作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是 。 （2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。（已知：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑） 跟踪训练2 大棚种植农作物过程中，在作物生长旺盛期和成熟期，农民会给作物补充二氧化碳来提高产量与质量。研究表明，施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异。 【资料】①吊袋式二氧化碳气肥会释放CO2供植物吸收利用； ②吊袋内CO2释放量会随着光照和温度的升高而增大，在温度过低时CO2气体释放量较少； ③使用时，将气肥悬挂在农作物枝叶上方位置比放在农作物底部位置效果好； ④施用气肥为不可离农作物太近。 请你用所学知识及以上资料信息，解释施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异的原因。 【能力培优练】 1. 如图所示中，a、d为浸有紫色石蕊溶液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊溶液浸过的干燥棉花（固定玻璃管的装置未画出）。用该装置来探究CO2的制取和性质，下列关于该实验装置及试剂的叙述不正确的是（　　） A．该装置便于控制进入锥形瓶内稀盐酸的量 B．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应 C．装置中的干燥剂能与二氧化碳反应 D．该装置中的棉花可用滤纸片代替 2. 小科用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是（　　） A．装置中的铜网可用铁丝网代替 B．添加盐酸后，漏斗下端不伸到液面以下，实验仍可顺利进行 C．该装置不能控制反应的发生和停止 D．将稀盐酸用稀硫酸替换，也能完成该实验 3. 我国科研人员用纳米级氢氧化钙颗粒加固壁画取得成功。下列说法不正确的是（　　） A．加固过程主要与二氧化碳反应 B．氢氧化钙生成碳酸钙粘合壁画 C．水分蒸发有助于壁画加固过程 D．澄清石灰水加固壁画效果更好 4. 检验集气瓶里是否收集满二氧化碳的方法是（　　） A．加入澄清的石灰水，观察是否变浑浊 B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭 C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色 D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭 5. 规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是（　　） A．检查装置气密性 B．取用固体试剂 C．收集二氧化碳 D．验满 6. 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 7. 炎热夏天，喝杯冰镇可乐是许多人感受清凉的一种方式。下列关于可乐说法不正确的是（　　） A．可乐是一种溶液，当中的一种溶质是二氧化碳气体，说明二氧化碳气体能够溶于水 B．可乐喝到肚子里面后，人过会会打嗝，这是因为气体的溶解度随着温度的升高而降低 C．可乐里面除了二氧化碳气体外，还有其他溶质，这说明，可乐是不饱和溶液 D．冰过的可乐比不冰过的可乐口感更好，说明气体的溶解度随着温度的降低而升高 8. 小观利用如图装置研究二氧化碳的性质。注射器内装有足量稀盐酸，浓硫酸用于干燥CO2硬质玻璃管中有四个棉球，其中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列关于实验过程及现象的分析，不合理的是（　　） A．若把稀盐酸换成稀硫酸则反应快速停止，可能会影响实验结论 B．若把大理石换成碳酸钠则反应速度太快，可能会影响实验结论 C．通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性 D．通过①④或②③现象的比较，均能得出二氧化碳密度大于空气 9. 如图所示是气体制取及性质检验的一体化装置。具有装置他用，模块化操作等优点。如用于二氧化碳气体制取及性质检验。 （1）若实验室利用该装置制取二氧化碳气体，则滴液漏斗中装的试剂是： （填名称）。 （2）若实验过程中试管内装的紫色石蕊试液变红色，则原因是： （用化学方程式表示）。 （3）将两只点燃的蜡烛放在T形管附近，打开三通阀开关，使气流缓慢流出。观察到下方蜡烛先熄灭，上方蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是 。 10. 如图是实验室制取气体的常用装置。实验小组同学想要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳气体，可选择下列装置中的发生装置： ；收集装置： ；干燥装置： 。（请选出所有可能的答案，用所给字母填空） 11. 小柯用一体化装置进行二氧化碳的制备与性质实验，实验前止水夹K2、Kz、K3均关闭，干燥剂不与二氧化碳发生反应，蓝色石蕊试纸遇到酸性物质会变红，实验中不考虑稀盐酸的挥发。 （1）推动活塞，稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，打开止水夹K1，将观察到 现象。 （2）小柯关闭K1，打开K2和K3，观察到 现象，说明二氧化碳能和水反应生成碳酸。 （3）进一步实验时，小柯在上管口和下管口各放一个点燃的木条，观察到下管口木条先熄灭，则可以说明 。 12. 小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究： 【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸，则产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管（在答题卡相应位置画出） ；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 处。（选填①或②或③） （3）依据如下评价量表，对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 13. 用排空气法收集二氧化碳时，常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭，瓶内的气体都是二氧化碳吗？某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤： ① 。 ②在锥形瓶中加入块状大理石。 ③打开止水夹，向长颈漏斗中加入适量稀盐酸； ④一段时间后，把燃着的木条放在集气瓶口，观察到燃着的木条熄灭。 请回答下列问题： （1）补充完整实验步骤①： 。 （2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是 。 （3）为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳，该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中，如图2所示。过一段时间后，观察到 现象，证明了集气瓶中还有空气。 （4）查阅资料获知，木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水，如图3所示，然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水，再用燃烧的木条检验，结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时，燃着的木条就会熄灭。（空气中氧气体积分数取20%） 实验1 实验2 实验3 实验4 水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28% 燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧 14. 某小组同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取实验，请你与他们一起完成以下实验报告。 【选择方案】按照表格中的方案进行实验：向反应容器中先加入等质量的大理石（主要成分是碳酸钙，杂质不与酸反应），再加入等体积的足量酸，测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。 方案 试剂 ① 大理石粉末、7%盐酸溶液 ② 块状大理石、7%盐酸溶液 ③ 块状大理石、7%硫酸溶液 据图分析：最适合在实验室制取二氧化碳的是方案 （填“①”“②”或“③”），写出该反应的化学方程式： 。 【确定装置】如图是实验室制取气体的常用装置，实验室制取二氧化碳应选用的装置组合是 【气体检验】小科将燃着的木条伸入收集完二氧化碳的集气瓶中，发现木条熄灭，于是认为可以用燃着的木条来检验二氧化碳。请评价小科的观点并说明理由： 。 15. 某同学用下图所示的简易装置在实验室制取二氧化碳并验证其性质。 （1）实验室制取二氧化碳，液体X应为 。 （2）如图虚线框内，应选用图中的 （选填“A”或“B”）收集装置； （3）图中铜制燃烧匙可在试管内上下移动，此装置与将大理石直接放入液体X中相比，其主要优点是 。 （4）将产生的气体通入到石蕊溶液中可以观察到 。 16. 小科家的水族箱因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究： 【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，设计了如图丙所示的自制补给器。 （1）丙图中a的仪器名称 。 （2）丙中计泡器是用于观察气体产生速度的装置。丁图中的 能用作计泡器。将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据评价量表，对小科的自制补给器进行评价，请选择指标一或指标二写出评价等级并说明理由： 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 17. 小科对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？ （1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。 （2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中液体的选择应考虑哪些因素 （写两条）。 （3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 （选填“快”或“慢”），但差距不大。 （4）根据实验结果得出结论：实验室也可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。 18. 科学是一门以实验为基础的学科，以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 （填字母）。 （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。 （3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 的性质。 【链接中考】 19. （舟山）在学习二氧化碳性质时，小舟进行如下探究： 【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的 （填字母）作为发生装置。 【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中（如图丙），预期观察到的现象是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 大气中的二氧化碳 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 二氧化碳的性质 1 题型2 二氧化碳的制取 4 题型3 二氧化碳的应用 9 【能力培优练】 13 【链接中考】 28 【重难题型讲解】 题型1 二氧化碳的性质 1.物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体(干冰)，干冰易吸热升华 2.化学性质： ①通常不燃烧，也不支持燃烧 ②与水反应：H2O+CO2===H2CO3(不稳定) ③与石灰水反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O 【典例1】下列关于二氧化碳性质的验证实验，只能反映二氧化碳物理性质的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A.将二氧化碳倒入放有蜡烛的烧杯中，蜡烛熄灭，这是因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，体现的是二氧化碳的化学性质，故A错误； B.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸，体现的是二氧化碳的化学性质，故B错误； C.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，体现的是二氧化碳的化学性质，故C错误； D.向天平一侧的纸袋中倾倒二氧化碳，天平向倒入二氧化碳的一侧倾斜，说明二氧化碳的密度比空气大，密度属于物理性质，故D正确； 故选：D。 跟踪训练1 如图所示，若关闭Ⅱ阀打开I阀，紫色小花（用石蕊溶液染成）变红；若关闭I阀打开Ⅱ阀，紫色小花不变红，则甲瓶中所盛的试剂可能是（　　） ①浓H2SO4②浓NaOH溶液③饱和NaCl溶液． A．①② B．①②③ C．只有① D．只有② 【解答】解：若关闭Ⅰ阀，打开Ⅱ阀，让潮湿的二氧化碳气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，若关闭Ⅱ阀打开Ⅰ阀，再通入这种气体，干燥紫色小花变红，则 ①二氧化碳经过浓硫酸被干燥，干燥的二氧化碳气体不能使干燥紫色小花不变红，故①正确； ②二氧化碳通过NaOH溶液被吸收，气体经过甲瓶后，通入乙瓶，干燥紫色小花不变红，故②正确； ③而通过饱和NaCl溶液后，潮湿的二氧化碳气，能够生成碳酸，碳酸使燥紫色小花变红，故③错误。 故选：A。 跟踪训练2 某小组用图1的装置探究CO2的化学性质。相同条件下，分别将等体积的水、澄清石灰水和氢氧化钠溶液注入集满CO2的锥形瓶中，测得压强随时间的变化如图2。下列说法错误的是（　　） A．0～15s，压强迅速上升是因为向锥形瓶中注入了液体 B．100s时，实验c中锥形瓶内的CO2已经被完全吸收 C．实验a中反应生成了能使紫色石蕊溶液变红的物质 D．对比三组实验，氢氧化钠溶液吸收CO2的效果最好 【解答】解：A、0～15s，压强迅速上升是因为向锥形瓶中注入了液体，气体被压缩从而引起气体压强增大，故A正确； B、根据题干信息，锥形瓶内集满二氧化碳，如果100s时二氧化碳被完全吸收，此时气体的压强应变为接近0（存在少量水蒸气），但100s时瓶内气体压强仍较大，说明二氧化碳没有被完全吸收，故B错误； C、实验a中的反应是水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，故C正确； D、对比三组实验，实验c中压强变化最大，故氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果最好，故D正确。 故选：B。 跟踪训练3 利用如图装置，验证CO2的性质． （1）甲中的现象是 ． （2）乙中发生反应的化学方程式为 ． （3）丙中下方蜡烛先熄灭上方蜡烛后熄灭，此现象证明二氧化碳具有的性质 ． 【解答】解： （1）二氧化碳进入石蕊试液中时，能和其中的水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液变红色，所以甲中的实验现象是纸花颜色由紫变红． （2）二氧化碳进入澄清石灰水中时，能和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O． （3）蜡烛熄灭说明了二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧的性质，下面先灭上面的后灭体现出二氧化碳渐渐从上到上充满烧杯，说明密度大于空气； 题型2 二氧化碳的制取 1.二氧化碳的实验室制法 (1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。 一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行 (2)原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。 (3)制取装置如图所示： (4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。 (5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满 (6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O. 【典例2】用如图所示的装置制取二氧化碳，操作比较简便。 （1）装入试剂后，往B瓶中放入一片干燥的紫色石蕊试纸，打开止水夹2分钟后发现试纸还是紫色，请说明试纸没变红的理由 。 （2）如果要暂停反应，只需将止水夹夹在橡皮导管上，当看到 （描述现象）时说明稀盐酸和石灰石不再反应了。 【解答】解：（1）紫色石蕊试纸遇到酸会变成红色，但是试纸没变红的理由：二氧化碳不能使石蕊变红； （2）如果要暂停反应，只需将止水夹夹在橡皮导管上，当看到稀盐酸（回到长颈漏斗中）与石灰石分离或漏斗内的液面不再升高时说明稀盐酸和石灰石不再反应了。 故答案为： （ 1 ）二氧化碳不能使石蕊变红； （2）稀盐酸（回到长颈漏斗中）与石灰石分离或漏斗内的液面不再升高。 跟踪训练1 实验室可以选用如图所示的装置制取二氧化碳气体并进行有关研究。请回答下列问题。（提示：浓硫酸具有吸水性。） （1）若使用A装置制取二氧化碳，如何检查装置的气密性： 。 （2）如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的 。请写出该反应的化学方程式： 。 （3）若要制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述装置中选择适当的装置进行连接，并写出连接顺序： （填字母）。 【解答】解：（1）检查 A 装置气密性的方法：夹紧止水夹，向漏斗中倒水，若漏斗内液面和锥形瓶内液面高度差不变（漏斗内水位不下降），则气密性良好。 （2）要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用装置C（盛有澄清石灰水），反应的化学方程式为：Ca （OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。 （3）制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，连接顺序为：A→B→D。其中，B 装置中盛有浓硫酸，用于干燥气体；D装置用于向上排空气法收集二氧化碳。 故答案为： （1）先向长颈漏斗中加水至液面浸没长颈漏斗下端管口，形成液封，然后用止水夹夹住导气管，继续向长颈漏斗中加水，若长颈漏斗内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好； （2）D；Ca （OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O； （3）A→B→D。 跟踪训练2 某学习小组以“气体制备”为主题开展基础实验与跨学科实践，回答下列问题： （1）写出标号d仪器的名称 。 （2）实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合 （填字母，从A～F中选）。 （3）小明利用过氧化氢溶液制氧气的原理自制了家庭简易制氧机，如图G所示。其反应的化学方程式为 。①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点 。 ②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中 （填“a”或“b”）端导管伸入水面下。 【解答】解：（1）标号d仪器的名称是长颈漏斗； （2）实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，该反应不需要加热，发生装置选固液不加热型；使用多功能瓶收集二氧化碳时，气体从一端导管进入，空气从另一端导管排出，相当于一个相对封闭的系统，空气和二氧化碳的扩散相对更有序；用排空气法收集二氧化碳，气体从长管进短管出时，能更有效地将空气从短管排出，减少与外界空气的接触，从而提高收集到的二氧化碳的纯度；实验室要制取较纯净的二氧化碳，应选用装置组合BF； （3）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； ①上下抽拉线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，当抽拉使二氧化锰与过氧化氢溶液接触时，反应发生；抽拉使二者分离时，反应停止，这样设计的优点是可以控制反应的发生与停止； ②若想监测产生氧气的气流速度，需将G装置中a端导管伸入水面下，根据气泡冒出的速率来判断产生氧气的气流速度。 跟踪训练3 某实验小组同学想利用如图所示装置制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳（所用装置气密性良好）。 【查阅资料】a、二氧化碳在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小。 b、CaCl2溶液呈中性。 （1）装置B的作用是 。 （2）实验中观察到A中持续有大量气泡产生，但较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满，原因是 。 （3）同学们改进实验装置并成功完成了实验。在处理废液时，小新同学认为不能将锥形瓶中的废液直接倒入下水道，而应该向废液中加入过量的 （填化学式）反应完全后过滤，就可得到只含CaCl2种溶质的溶液。 【解答】解：（1）A中制取的二氧化碳中混有氯化氢、水蒸气等杂质，碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢气体，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，装置B的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢；故答案为：除去二氧化碳中混有的氯化氢； （2）干燥二氧化碳不能用氢氧化钠，二氧化碳能与氢氧化钠反应，因此较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满的原因是二氧化碳与C中氢氧化钠反应而被吸收；故答案为：二氧化碳与C中氢氧化钠反应而被吸收； （3）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，碳酸钙难溶于水避免污染，因此应该向废液中加入过量的碳酸钙，反应完全后过滤，就可得到只含CaCl2种溶质的溶液；故答案为：CaCO3。 题型3 二氧化碳的应用 1、二氧化碳在空气中虽然含量不多，但用途较广。植物的光合作用需要大量的二氧化碳，因此可把二氧化碳作为气体肥料，提高光合作用的强度和效率。二氧化碳也可作为工业原料、食品原料，用于制纯碱、尿素和汽水。由于二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，因此，它还可用于灭火。 干冰(固态二氧化碳)升华变成气体时，要吸收大量热，会使周围的空气温度迅速降低，空气里的水蒸气就凝结成雾。 2. CO2对人体健康的影响 空气中CO2的体积分数 对人体的影响 1% 感到气闷、头晕、心悸 4%~5% 感到气闷、头痛、眩晕 10%以上 使人神志不清、呼吸停止，以致死亡 3、简易灭火器 【典例3】青梗白菜是华东地区较为常见的青菜品种，其富含蛋白质、膳食纤维、多种维生素等，营养价值高。 CO2通常被认为是一种温室效应气体，但它也是一种宝贵的资源。空气中 CO2浓度仅达到植物最适宜生长的CO2浓度的35%—40%，因此应采取有效措施来提高CO2浓度。有些地方的做法是将沼气生产后生成的CO2制成液态肥，既补充植物所亏缺的CO2，又避免二次污染。 研究这种液态肥的碳释放规律可以确定其最佳施用期，其研究结果如图所示。 进一步研究表明，施用CO2液态肥后，青梗白菜的质量明显增加，而且大部分的营养物质含量如维生素C、蛋白质的含量均明显提高。 请回答下列问题： （1）青梗白菜所含的营养物质中能提供能量的有 （填写一种）。 （2）支持“CO2是一种宝贵的资源”这一观点的证据有 （写出一点即可）。 （3）由研究结果可知CO2液态肥的碳释放主要集中在前 天；由此可推出的 结论。 （4）请你向种植者提出一条可以实现可持续发展的建议 。 【解答】解：（1）能为人体提供能量的营养素有糖类、油脂和蛋白质，则青梗白菜所含的营养物质中能提供能量的有蛋白质，而膳食纤维和维生素不能为人体提供能量； （2）支持“CO2是一种宝贵的资源”这一观点的证据有植物生长过程中需要利用二氧化碳进行光合作用和蒸腾作用； （3）由研究结果可知，CO2液态肥的碳释放主要集中在前 5天，由此可推出的最佳施用期为前5天的结论； （4）将沼气生产后生成的CO2制成液态肥，既补充植物所亏缺的CO2，又避免二次污染，则实现可持续发展的建议是将沼气生产后生成的CO2制成液态肥。 跟踪训练1 如图，小舟制作了一个简易泡沫灭火器，为增加泡沫量，添加少量不参与反应的发泡剂。 （1）使用灭火器时，只需将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝 作用，即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是 。 （2）制作成本也是须考虑的重要指标。将含有10.6克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸多少克，才能恰好完全反应。（已知：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑） 【解答】解：（1）将装置倒置，浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫，当泡沫“粘附”在燃烧物表面后，起到隔绝氧气的作用；选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气的大。 故答案为：氧气；不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气的大。 （2）设理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量为x。 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 106 73 10.6g 36.5%x x＝20g 答：理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸20g。 跟踪训练2 大棚种植农作物过程中，在作物生长旺盛期和成熟期，农民会给作物补充二氧化碳来提高产量与质量。研究表明，施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异。 【资料】①吊袋式二氧化碳气肥会释放CO2供植物吸收利用； ②吊袋内CO2释放量会随着光照和温度的升高而增大，在温度过低时CO2气体释放量较少； ③使用时，将气肥悬挂在农作物枝叶上方位置比放在农作物底部位置效果好； ④施用气肥为不可离农作物太近。 请你用所学知识及以上资料信息，解释施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异的原因。 【解答】解：光合作用的原料是二氧化碳和水，大棚内二氧化碳的浓度变化取决于生物的呼吸作用产生的二氧化碳与光合作用吸收的二氧化碳数量，在大棚内植物上施用“吊袋式二氧化碳气肥”，能适当增大棚内二氧化碳浓度，光合作用制造的有机物增多，从而导致大棚作物的产量增多。之所以不能放于农作物太近，是防止光合作用时因二氧化碳浓度过高，抑制植物的呼吸作用；二氧化碳的密度比空气大，之所以应放在上部，是因为植物光合作用的主要场所――叶在植物的上部，根和茎基本不进行光合作用。 故答案为：光合作用的原料是二氧化碳和水，在大棚内植物上施用“吊袋式二氧化碳气肥”，能适当增大棚内二氧化碳浓度，光合作用制造的有机物增多，从而导致大棚作物的产量增多。之所以不能放于农作物太近，是防止光合作用时因二氧化碳浓度过高，抑制植物的呼吸作用；二氧化碳的密度比空气大，之所以应放在上部，是因为植物光合作用的主要场所――叶在植物的上部，根和茎基本不进行光合作用。 【能力培优练】 1. 如图所示中，a、d为浸有紫色石蕊溶液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊溶液浸过的干燥棉花（固定玻璃管的装置未画出）。用该装置来探究CO2的制取和性质，下列关于该实验装置及试剂的叙述不正确的是（　　） A．该装置便于控制进入锥形瓶内稀盐酸的量 B．利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应 C．装置中的干燥剂能与二氧化碳反应 D．该装置中的棉花可用滤纸片代替 【解答】解：A.注射器能控制滴加液体的速率，通过推压注射器活塞，可以控制进入锥形瓶内液体的量，故选项说法正确。 B.a、d会变红色，b、c不变色，且d比a先变红，说明二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能与水发生反应生成碳酸，故选项说法正确。 C.装置内的干燥剂与二氧化碳不反应，故选项说法错误。 D.滤纸也具有吸水性，所以该装置中的棉花可用滤纸片代替，故选项说法正确。 故选：C。 2. 小科用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是（　　） A．装置中的铜网可用铁丝网代替 B．添加盐酸后，漏斗下端不伸到液面以下，实验仍可顺利进行 C．该装置不能控制反应的发生和停止 D．将稀盐酸用稀硫酸替换，也能完成该实验 【解答】解：A、将铜网换作铁丝网，铁能与稀盐酸反应生成氢气，会腐蚀铁丝网，且使产生的二氧化碳中混有氢气，故A不正确； B、添加盐酸后，漏斗下端不伸到液面以下，实验仍可顺利进行，因为反应产生的二氧化碳气体在U形管右侧液面上方，沿导管导出，漏斗一边不会有气体逸散，故B正确； C、该装置可通过打开、关闭弹簧夹控制固液试剂的接触与分离，从而达到控制反应发生与停止的目的，故C不正确； D、将稀盐酸用稀硫酸替换，会生成微溶的硫酸钙覆盖在石灰石表面，阻碍反应进行，故D不正确。 故选：B。 3. 我国科研人员用纳米级氢氧化钙颗粒加固壁画取得成功。下列说法不正确的是（　　） A．加固过程主要与二氧化碳反应 B．氢氧化钙生成碳酸钙粘合壁画 C．水分蒸发有助于壁画加固过程 D．澄清石灰水加固壁画效果更好 【解答】解：A、我国科研人员用纳米级氢氧化钙颗粒加固壁画，利用的是氢氧化钙能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，生成的碳酸钙难溶于水，故选项说法正确。 B、氢氧化钙和二氧化碳反应生成的碳酸钙粘合壁画，故选项说法正确。 C、氢氧化钙能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，水分蒸发有助于壁画加固过程，故选项说法正确。 D、澄清石灰水中含有较多的水，能损坏壁画，故选项说法错误。 故选：D。 4. 检验集气瓶里是否收集满二氧化碳的方法是（　　） A．加入澄清的石灰水，观察是否变浑浊 B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭 C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色 D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭 【解答】解：A、加入澄清的石灰水，观察是否变浑浊，只能证明气体是二氧化碳，不能证明气体已满，所以错误。 B、不支持燃烧的气体有多种，将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭，不但不能证明气体是否满，也不能证明气体是否是二氧化碳，所以错误。 C、紫色的石蕊试液遇到所有的酸性溶液都变红，凡能溶于水显酸性的气体都有同样的现象，不能证明二氧化碳气体是否是满的，所以错误。 D、二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭，能确定气体是否到了瓶口，所以正确。 故选：D。 5. 规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作，正确的是（　　） A．检查装置气密性 B．取用固体试剂 C．收集二氧化碳 D．验满 【解答】解：A、先从长颈漏斗中注入水，当水浸没其下端管口时，用弹簧夹夹住导气管上连接的胶皮管，然后再加入少量的水，若停止加水后，长颈漏斗中的水面不再下降，则说明此装置气密性良好，故选项实验操作正确。 B、取用固体粉末状试剂时，瓶塞要倒放，应用药匙取用，图中瓶塞没有倒放，故选项实验操作错误。 C、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故选项实验操作错误。 D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故选项实验操作错误。 故选：A。 6. 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 【解答】解：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，D正确； 故选：C。 7. 炎热夏天，喝杯冰镇可乐是许多人感受清凉的一种方式。下列关于可乐说法不正确的是（　　） A．可乐是一种溶液，当中的一种溶质是二氧化碳气体，说明二氧化碳气体能够溶于水 B．可乐喝到肚子里面后，人过会会打嗝，这是因为气体的溶解度随着温度的升高而降低 C．可乐里面除了二氧化碳气体外，还有其他溶质，这说明，可乐是不饱和溶液 D．冰过的可乐比不冰过的可乐口感更好，说明气体的溶解度随着温度的降低而升高 【解答】解：A、可乐是碳酸饮料，当中的一种溶质是二氧化碳气体，说明二氧化碳气体能够溶于水，故A正确； B、气体的溶解度随着温度的升高而降低，所以可乐喝到肚子里面后，人过会会打嗝，故B正确； C、可乐中有二氧化碳气体冒出，所以可乐是二氧化碳的饱和溶液，故C错误； D、气体的溶解度随着温度的降低而升高，所以冰过的可乐比不冰过的可乐口感更好，故D正确。 故选：C。 8. 小观利用如图装置研究二氧化碳的性质。注射器内装有足量稀盐酸，浓硫酸用于干燥CO2硬质玻璃管中有四个棉球，其中①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列关于实验过程及现象的分析，不合理的是（　　） A．若把稀盐酸换成稀硫酸则反应快速停止，可能会影响实验结论 B．若把大理石换成碳酸钠则反应速度太快，可能会影响实验结论 C．通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性 D．通过①④或②③现象的比较，均能得出二氧化碳密度大于空气 【解答】解：A.稀硫酸与大理石反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，导致反应快速停止，这样就无法持续产生二氧化碳，可能会影响实验结论，故该选项分析合理。 B.碳酸钠与稀盐酸反应速度太快，会导致二氧化碳产生速率过快，不利于观察实验现象，可能会影响实验结论，故该选项分析合理。 C.①为湿润的石蕊棉球，②为干燥的石蕊棉球，二氧化碳能使湿润的石蕊棉球变红，干燥的不变红，说明二氧化碳与水反应生成了酸性物质；③④情况类似，所以通过①②或③④现象的比较，均能得出二氧化碳溶于水呈酸性，故该选项分析合理。 D.①④均为湿润的石蕊棉球，①变红是因为二氧化碳与水反应生成酸性物质，④变红是因为二氧化碳与水反应生成酸性物质，无法通过①④现象比较得出二氧化碳密度大于空气；②③一个是干燥棉球，一个是湿润棉球，不能通过它们的现象比较得出二氧化碳密度大于空气，故该选项分析不合理。 故选：D。 9. 如图所示是气体制取及性质检验的一体化装置。具有装置他用，模块化操作等优点。如用于二氧化碳气体制取及性质检验。 （1）若实验室利用该装置制取二氧化碳气体，则滴液漏斗中装的试剂是： （填名称）。 （2）若实验过程中试管内装的紫色石蕊试液变红色，则原因是： （用化学方程式表示）。 （3）将两只点燃的蜡烛放在T形管附近，打开三通阀开关，使气流缓慢流出。观察到下方蜡烛先熄灭，上方蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是 。 【解答】解：（1）在实验室制取二氧化碳气体时，常用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应。所以滴液漏斗中装的试剂是稀盐酸。故答案为：稀盐酸。 （2）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红色。该反应的化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3。故答案为：CO2+H2O＝H2CO3。 （3）将两只点燃的蜡烛放在T形管附近，打开三通阀开关，使气流缓慢流出，观察到下方蜡烛先熄灭，上方蜡烛后熄灭。这是因为二氧化碳的密度比空气大（物理性质），先沉在下方，将下方蜡烛与空气隔绝，导致下方蜡烛先熄灭。故答案为：密度比空气大。 10. 如图是实验室制取气体的常用装置。实验小组同学想要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳气体，可选择下列装置中的发生装置： ；收集装置： ；干燥装置： 。（请选出所有可能的答案，用所给字母填空） 【解答】解：实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固、液常温型，并要在后面接干燥装置，应该选的发生装置是B；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，要收集干燥的二氧化碳要用装置E；二氧化碳能和氢氧化钠反应，二氧化碳不和浓硫酸反应，浓硫酸具有吸水性，可用浓硫酸干燥二氧化碳，所以干燥装置是G。 故答案为： B；E；G。 11. 小柯用一体化装置进行二氧化碳的制备与性质实验，实验前止水夹K2、Kz、K3均关闭，干燥剂不与二氧化碳发生反应，蓝色石蕊试纸遇到酸性物质会变红，实验中不考虑稀盐酸的挥发。 （1）推动活塞，稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，打开止水夹K1，将观察到 现象。 （2）小柯关闭K1，打开K2和K3，观察到 现象，说明二氧化碳能和水反应生成碳酸。 （3）进一步实验时，小柯在上管口和下管口各放一个点燃的木条，观察到下管口木条先熄灭，则可以说明 。 【解答】解：（1）推动活塞，稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，打开止水夹后，二氧化碳和其中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，则将观察到澄清石灰水变浑浊现象。故答案为：澄清石灰水变浑浊； （2）小柯关闭K1，打开K2和K2，观察到干燥的石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红色现象，说明二氧化碳能和水反应生成碳酸。故答案为：干燥的石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红色； （3）进一步实验时，小柯在上管口和下管口各放一个点燃的木条，观察到下管口木条先熄灭，则可以说明：二氧化碳密度比空气大且不支持燃烧。故答案为：二氧化碳密度比空气大且不支持燃烧。 12. 小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究： 【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，给该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）如果小乐在自制补给器所用酸液是稀盐酸，则产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的虚线框中补全导管（在答题卡相应位置画出） ；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 处。（选填①或②或③） （3）依据如下评价量表，对照指标二对小乐的自制补给器写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 【解答】解：（1）如果自制补给器所用酸液是稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应产生二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。 （2）计泡器的导管应画为长进短出，即从左侧长导管进气，右侧短导管出气，如图所示：；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，因为置于水底能使二氧化碳与水充分接触，更有利于二氧化碳溶解在水中。 （3）评价等级：优秀。依据：小乐的自制补给器通过计泡器可以观察气泡，从而观测气体排出速度，且气体能直接排出，符合指标二中“气体能直接排出且速度可以观测”的优秀标准。 13. 用排空气法收集二氧化碳时，常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭，瓶内的气体都是二氧化碳吗？某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤： ① 。 ②在锥形瓶中加入块状大理石。 ③打开止水夹，向长颈漏斗中加入适量稀盐酸； ④一段时间后，把燃着的木条放在集气瓶口，观察到燃着的木条熄灭。 请回答下列问题： （1）补充完整实验步骤①： 。 （2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是 。 （3）为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳，该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中，如图2所示。过一段时间后，观察到 现象，证明了集气瓶中还有空气。 （4）查阅资料获知，木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水，如图3所示，然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水，再用燃烧的木条检验，结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时，燃着的木条就会熄灭。（空气中氧气体积分数取20%） 实验1 实验2 实验3 实验4 水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28% 燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧 【解答】解：（1）在进行气体制取实验时，连接好装置后首先要检查装置的气密性。因为如果装置气密性不好，会导致生成的气体逸出，无法收集到足够的气体，影响实验结果。故答案为：检查装置的气密性。 （2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出。若长颈漏斗末端未插入液面以下，气体就会通过长颈漏斗跑到空气中，无法收集到二氧化碳气体。故答案为：防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出。 （3）二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，如果集气瓶中都是二氧化碳，将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中，二氧化碳会被完全吸收，集气瓶内压强减小，水会充满整个集气瓶。而现在观察到集气瓶内的液面上升，但没有充满整个集气瓶，这就证明了集气瓶中还有空气。故答案为：集气瓶内的液面上升，但没有充满整个集气瓶。 （4）设集气瓶的容积为V。 实验1中，水占集气瓶容积的40%，则剩余气体的体积为V×（1﹣40%）＝0.6V，则集气瓶中氧气体积分数12%，此时燃着的木条熄灭。 实验2中，水占集气瓶容积的30%，则剩余气体的体积为V×（1﹣30%）＝0.7V，则集气瓶中氧气体积分数14%，此时燃着的木条熄灭。 实验3中，水占集气瓶容积的29%，则剩余气体的体积为V×（1﹣29%）＝0.71V，则集气瓶中氧气体积分数14.2%，此时燃着的木条继续燃烧。 所以当集气瓶中氧气体积分数小于14时，燃着的木条就会熄灭。 故答案为：14%。 14. 某小组同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取实验，请你与他们一起完成以下实验报告。 【选择方案】按照表格中的方案进行实验：向反应容器中先加入等质量的大理石（主要成分是碳酸钙，杂质不与酸反应），再加入等体积的足量酸，测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。 方案 试剂 ① 大理石粉末、7%盐酸溶液 ② 块状大理石、7%盐酸溶液 ③ 块状大理石、7%硫酸溶液 据图分析：最适合在实验室制取二氧化碳的是方案 （填“①”“②”或“③”），写出该反应的化学方程式： 。 【确定装置】如图是实验室制取气体的常用装置，实验室制取二氧化碳应选用的装置组合是 【气体检验】小科将燃着的木条伸入收集完二氧化碳的集气瓶中，发现木条熄灭，于是认为可以用燃着的木条来检验二氧化碳。请评价小科的观点并说明理由： 。 【解答】解：选择方案：据图分析最适合在实验室制取二氧化碳的是方案②；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，配平即可；故答案为：②；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； 气体检验：小科将燃着的木条伸入收集完二氧化碳的集气瓶中，发现木条熄灭，于是认为可以用燃着的木条来检验二氧化碳，该观点不正确，因为氮气也能灭火，二氧化碳用澄清的石灰水检验；故答案为：小科的观点不正确，因为氮气也能灭火，二氧化碳用澄清的石灰水检验。 15. 某同学用下图所示的简易装置在实验室制取二氧化碳并验证其性质。 （1）实验室制取二氧化碳，液体X应为 。 （2）如图虚线框内，应选用图中的 （选填“A”或“B”）收集装置； （3）图中铜制燃烧匙可在试管内上下移动，此装置与将大理石直接放入液体X中相比，其主要优点是 。 （4）将产生的气体通入到石蕊溶液中可以观察到 。 【解答】解：（1）在实验室中，常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，所以液体X应为稀盐酸；故答案为：稀盐酸； （2）二氧化碳能溶于水且密度比空气大，所以应用向上排空气法收集。图中B为向排空气法收集装置，A为向下排空气法收集装置，因此虚线框内应选用图中的B收集装置；故答案为：B； （3）图中铜制燃烧匙可在试管内上下移动，当燃烧匙向上移动，大理石与稀盐酸分离，反应停止；当燃烧匙向下移动，大理石与稀盐酸接触，反应发生。所以此装置与将大理石直接放入液体X中相比，其主要优点是可以控制反应的发生与停止；故答案为：可以控制反应的开始和停止； （4）二氧化碳通入石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红。所以可以观察到紫色石蕊溶液变红。故答案为：石蕊试液变红色。 16. 小科家的水族箱因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究： 【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，设计了如图丙所示的自制补给器。 （1）丙图中a的仪器名称 。 （2）丙中计泡器是用于观察气体产生速度的装置。丁图中的 能用作计泡器。将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据评价量表，对小科的自制补给器进行评价，请选择指标一或指标二写出评价等级并说明理由： 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 【解答】（1）观察丙图可知，仪器a是长颈漏斗。故答案为：长颈漏斗。 （2）对于计泡器，要能通过观察气泡来知晓气体产生速度，气体应从长管进入，再从短管出去，在丁图中，D装置气体从长管进入，能通过观察气泡判断气体产生速度，所以D能用作计泡器；将气体细化器连接在自制补给器右侧导管上后，为使二氧化碳更好地溶解在水中被水草利用，应将气体细化器置于水族箱的底部，即③处。故答案为：D；③。 （3）若选指标一：从丙图装置来看，通过关闭或打开气量调节阀可以控制反应产生的气体量，从而使反应比较安全且可控，所以评价等级为优秀，理由是可以通过气量调节阀控制反应的进行与停止，使反应安全可控。若选指标二：在该装置中，产生的气体通过计泡器能直接排出，并且可以通过观察计泡器中气泡产生的速度来观测气体排出速度，所以评价等级为优秀，理由是气体通过计泡器能直接排出，且可通过计泡器观察气体产生速度。故答案为：选择指标一：优秀，理由：反应安全且可控；选择指标二：优秀，理由：气体能直接排出且速度可以观测。 17. 小科对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？ （1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。 （2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中液体的选择应考虑哪些因素 （写两条）。 （3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 （选填“快”或“慢”），但差距不大。 （4）根据实验结果得出结论：实验室也可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。 【解答】解：（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行。故答案为：生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行； （2）因为二氧化碳能溶于水和水反应，要根据排出液体的体积测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。故答案为：不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应； （3）由图丁的两条曲线可知，在0﹣300s内，反应Ⅰ的曲线在反应Ⅱ的上方一点点，所以反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率快，但差距不大。故答案为：快。 18. 科学是一门以实验为基础的学科，以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 （填字母）。 （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。 （3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 的性质。 【解答】解：（1）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，所以选用装置B； （2）检验装置B的气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好； （3）二氧化碳能溶于水且与水反应，因此若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小。 【链接中考】 19. （舟山）在学习二氧化碳性质时，小舟进行如下探究： 【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的 （填字母）作为发生装置。 【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中（如图丙），预期观察到的现象是 。 【解答】（1）用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，属于固液常温型制备气体，要得到平稳的气流，应控制液体的滴加速率，应选择图甲中的C，能通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率；故答案为C； （2）氧气具有助燃性，将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中，氧气的密度比空气的大，且能支持燃烧，因此能观察到蜡烛自下而上复燃，故答案为蜡烛自下而上复燃。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $