第3节 大气中的二氧化碳（重难点训练）科学新教材浙教版八年级下册

第3节 大气中的二氧化碳 一．二氧化碳的物理性质 1 二．二氧化碳的检验和验满 3 三．二氧化碳的实验室制法 5 四．二氧化碳的用途 12 五．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 13 六．二氧化碳的化学性质 16 一．二氧化碳的物理性质 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。 2．下列现象仅能体现出二氧化碳的物理性质的是（　　） A．塑料瓶变瘪了 B．干冰用于人工降雨 C．紫色石蕊试液变红 D．蜡烛自下而上熄灭 【解答】解：A、塑料瓶变瘪，是利用了二氧化碳能溶于水的物理性质和二氧化碳能与水反应的化学性质，所以既能体现出其物理性质也能体现其化学性质，故A错误； B、干冰用于人工降雨，利用了的是干冰升华吸热的性质，能体现其物理性质，故B正确； C、紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊变红色，能体现其化学性质，故C错误； D、蜡烛自下而上熄灭，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；既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质，故D错误。 故选：B。 3．控制温室效应需要国际社会通力合作，减少排放二氧化碳等温室气体。“嗅碳”卫星的主要任务是绘制全球二氧化碳循环地理的分布图。下面关于二氧化碳的叙述不正确的是（　　） A．二氧化碳能溶于水 B．温室效应主要抑制热辐射透过大气层到地面 C．植树造林可增加地球对二氧化碳的吸收能力 D．固态二氧化碳俗称干冰，可用于人工降雨 【解答】解：A、二氧化碳能溶于水，故选项说法正确。 B、二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜那样，具有保温的作用，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，而不是主要抑制热辐射透过大气层到地面，故选项说法错误。 C、树木进行光合作用能吸收二氧化碳，植树造林可增加地球对二氧化碳的吸收能力，故选项说法正确。 D、固态二氧化碳俗称干冰，干冰升华吸热，可用于人工降雨，故选项说法正确。 故选：B。 二．二氧化碳的检验和验满 4．一些食品包装袋内充满某种气体，对食品具有保护作用（如图）。为了探究食品包装袋内该气体的性质，兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳，于是收集食品包装袋中的气体，并进行以下实验操作，其中可验证其猜想的是（　　） A．通入气体观察蜡烛是否熄灭 B．通入气体观察溶液是否变浑浊 C．通入气体观察气球是否浮起 D．充满气体的试管内水面是否上升 【解答】解：A、能使燃着的蜡烛熄灭，说明该气体不燃烧、也不支持燃烧，具有这些性质的气体有多种，不一定是二氧化碳，不合题意； B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，即二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，因此可用澄清的石灰水来检验二氧化碳，符合题意； C、通入气体观察气球是否浮起只能证明该气体的密度与空气密度的大小，无法证明该气体是二氧化碳，不合题意； D、充满气体的试管内水面是否上升只能证明该气体能否溶于水，无法证明该气体是二氧化碳，不合题意。 故选：B。 5．下列是有关二氧化碳的制取、收集、验满和性质检验的图示，其中正确的是（　　） A．制取 B．收集 C．验满 D．性质检验 【解答】解：A、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，但图示中长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，图中所示操作错误。 B、二氧化碳的密度比空气的大，应该用向上排空气法收集，图中所示操作错误。 C、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，图中所示操作错误。 D、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，气体应长进短出，图中所示操作正确。 故选：D。 6．检验某种无色、无刺激性气味的气体是二氧化碳的方法是（　　） A．将燃烧的木条伸入此气体中 B．将它通入澄清的石灰水中 C．将它通入紫色石蕊试液中 D．将它通入水中 【解答】解：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以检验二氧化碳的方法是：将气体通入澄清石灰水中，如果变浑浊，说明该气体是二氧化碳。 故选：B。 7．下列实验操作可以达到实验目的的是（　　） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别H2和CH4 分别点燃，观察火焰颜色，并在火焰上方罩一干冷烧杯 B 除去MnO2中少量的KMnO4 加热固体混合物 C 检验一瓶气体是否为CO2 将燃着的木条伸入瓶中 D 分离CaCl2和CaCO3的固体混合物 加足量水溶解，过滤，洗涤干燥，蒸发结晶 【解答】解：A、分别点燃，观察火焰颜色，分别产生淡蓝色、蓝色火焰，但区别不明显；并在火焰上方罩一干冷烧杯，均会出现水雾，不能鉴别，故选项实验操作不能达到实验目的。 B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，能除去杂质但引入了新的杂质锰酸钾，不符合除杂原则，故选项实验操作不能达到实验目的。 C、检验二氧化碳，应使用澄清石灰水，不能使用燃着的木条，故选项实验操作不能达到实验目的。 D、氯化钙易溶于水，碳酸钙难溶于水，加足量水溶解、过滤、蒸发结晶，能分离出氯化钙，再对滤渣进行洗涤、干燥，得到碳酸钙，故选项实验操作能达到实验目的。 故选：D。 三．二氧化碳的实验室制法 8．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。 9．科学是一门以实验为基础的学科。如图是实验室制取、收集气体的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 。（选填字母） （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。 （3）小金认为用D装置收集二氧化碳气体比C更好，理由是 。（写出一点即可） （4）若如图A所示的装置制备氧气，该同学制备氧气时应选用的药品是 （选填字母）。 A．过氧化氢溶液 B．高锰酸钾 C．二氧化锰 D．氯酸钾 （5）若用C装置收集制备的氧气，判断氧气集满的方法是 。 【解答】解：（1）实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳为固液常温型反应，则发生装置可以选择B； （2）检查装置B气密性的方法是先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加适量水，若液面形成高度差，且一段时间后高度差不变，说明装置不漏气； （3）C装置属于向上排空气法，用排空气法的优点是收集的气体干燥，缺点是收集的气体不纯，而D装置是排水法，同时利用油层隔绝二氧化碳和水接触，则D装置可以收集到干燥纯净的二氧化碳气体，故小金认为用D装置收集二氧化碳气体比C更好，理由是收集的二氧化碳气体干燥、纯净； （4）A装置是固体加热型装置，试管口未放一团棉花，说明是用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，故选：CD； （5）若用C装置收集制备的氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则判断氧气集满的方法是将带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。 故答案为：（1）B； （2）向长颈漏斗中加适量水，若液面形成高度差，且一段时间后高度差不变，说明装置不漏气； （3）收集的二氧化碳气体干燥、纯净； （4）CD； （5）将带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。 10．图甲是实验室制取并检验二氧化碳的装置，图乙是改进后的装置。 （1）与图甲装置相比，图乙装置的优点是 。 （2）某同学用图乙装置进行实验，所用石灰石的质量为1.25克，产生二氧化碳气体的质量随时间的变化如图丙所示。 ①求碳酸钙的质量分数。 ②若反应所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%，求恰好完全反应时所加稀盐酸的质量为多少？ 【解答】解：（1）与甲装置相比，采用“微型“实验装置的优点是：操作简便，节约药品等； （2）由图可知完全反应生成二氧化碳的质量为0.44g； 设碳酸钙的质量分数为x，恰好完全反应时所加稀盐酸的质量为y。 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 100 73 44 1.25gx 7.3%×y 0.44g x＝80% y＝10g 答：①碳酸钙的质量分数为80%。 ②恰好完全反应时所加稀盐酸的质量为10g。 故答案为：（1）操作简便，节约药品等； （2）①80%； ②10g。 11．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。 12．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。 13．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。 14．复分解反应中存在“强酸可以制得弱酸”的表面规律。例如Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，可得：HCl的酸性强于H2CO3的酸性。基于这个反应规律，实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，如图1所示是制取气体的常用装置，请回答： （1）仪器②的名称是 。收集干燥的二氧化碳气体可选用的装置是 （填字母）。 （2）已知硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，呈白色。为证明H2CO3的酸性比H2SiO3强，小科进行了如图2所示的实验，并观察到装置G中生成H2SiO3沉淀。小科分析后认为此现象不能证明H2CO3的酸性比H2SiO3强，理由是 （用化学方程式解释）。 【解答】解：（1）仪器②的名称是分液漏斗；收集干燥的二氧化碳气体可选用的装置是C。故答案为：分液漏斗；C； （2）小科分析后认为此现象不能证明H2CO3的酸性比H2SiO3强，理由是盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢与硅酸钠溶液反应生成硅酸和氯化钠，该反应的化学方程式为：Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓+2NaCl。故答案为：Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓+2NaCl。 15．二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”“碳达峰”“碳中和”等关键词成为热搜。 （1）可以用于实验室制二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置为 ，检验该气体时发生反应的化学方程式为 。 （2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以做的改进是 。 （3）选择BD装置可制取另一种实验室常见气体，写出制备过程涉及反应的化学方程式： 。 （4）如图是一种工业上捕集CO2的方法，该装置用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好，原因是 。 （5）绵绵同学设计如图装置验证二氧化碳温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同，连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水，置于阳光下。一段时间后红墨水 移动。（选填“向左”“向右”或“不”） 【解答】解：（1）可以用于实验室制二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置为C，检验该气体时发生的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O； （2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以做的改进是：先将D中的水倒掉，然后将二氧化碳从b端通入； （3）BD装置制取气体的反应物是固体和液体，反应条件是常温，应该是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑； （4）如图是一种工业上捕集CO2的方法，该装置用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好，原因是：增大接触面积，加快反应速率； （5）绵绵同学设计如图装置验证二氧化碳温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同，连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水，置于阳光下。一段时间后红墨水向左移动。 故答案为：（1）C；Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O； （2）先将D中的水倒掉，然后将二氧化碳从b端通入； （3）2H2O22H2O+O2↑； （4）增大接触面积，加快反应速率； （5）向左。 16．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。 故答案为： （1）长颈漏斗； （2）BF； （3）；①可以控制反应的发生和停止；②a。 四．二氧化碳的用途 17．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。 五．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 18．实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2，以上操作按由先至后的顺序排列正确的是（　　） A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥ C．①③②④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥ 【解答】解：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（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（用向上排空气法收集）。故正确的操作顺序为：①④②③⑤⑥。 故选：B。 19．对下列实验中出现的异常现象分析合理的是（　　） A．制取CO2气体时，始终收集不到CO2——收集CO2的集气瓶没盖玻璃片 B．排水法收集氧气收集到氧气不纯——通入氧气前集气瓶中水没有装满 C．细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶瓶底炸裂——由于引燃的火柴过长 D．测定空气中氧气含量时，进入集气瓶中的水过少——红磷过量 【解答】解：A、制取CO2气体时，收集CO2的集气瓶没盖玻璃片，不会造成始终收集不到CO2，故选项说法错误。 B、通入氧气前集气瓶中水没有装满，会导致排水法收集氧气收集到氧气不纯，故选项说法正确。 C、细铁丝在氧气中燃烧时，引燃的火柴过长，会造成消耗集气瓶中的氧气，不会导致集气瓶瓶底炸裂，故选项说法错误。 D、测定空气中氧气含量时，红磷过量是正确的操作，不会导致进入集气瓶中的水过少，故选项说法错误。 故选：B。 20．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。 21．海洋馆内会安装人工照明系统以模拟不同深度的海洋光线条件，为海洋动植物提供适宜的光照环境，但还是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。 【自制补给器】小科研究了几种市售的二氧化碳气体补给器后，进行自制补给器的实验探究，部分设计如图所示。 （1）小科的自制补给器中使用的酸液应该是 （选填“稀盐酸”或“稀硫酸”），产生二氧化碳反应的化学方程式是 。 （2）如图所示，应将气体细化器置于水族箱的 处（选填“①”“②”或“③”）。 【解答】解：（1）若使用稀硫酸，稀硫酸与碳酸钙（石灰石主要成分）反应会生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止反应进一步进行。而稀盐酸与碳酸钙反应能持续产生二氧化碳，所以自制补给器中使用的酸液应该是稀盐酸。石灰石主要成分碳酸钙，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↑。故答案为：稀盐酸；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）二氧化碳的密度比水大，为了使二氧化碳能在水族箱内更好地溶解，与水充分接触，应将气体细化器置于水族箱的③处（最下方）。故答案为：③。 六．二氧化碳的化学性质 22．收集一瓶干燥的CO2，放入蓝色石蕊试纸，试纸不变色；再加入蒸馏水振荡，试纸变红；倒置后玻璃片没有掉下来（如图）。由此能得出的结论是（　　） A．振荡后试纸变红，证明CO2与石蕊发生了反应 B．振荡后试纸变红，证明CO2与水反应产生了酸 C．玻璃片没有掉下，证明瓶内气压大于大气压 D．玻璃片没有掉下，证明CO2与水发生了反应 【解答】解：A.注入水之前CO2与石蕊试纸接触，但不能使石蕊试纸变红，说明CO2不能与石蕊反应变红，故错误； B.蓝色石蕊试纸遇酸变红，注入水之前CO2与石蕊试纸接触，但不能使石蕊试纸变红，倒置且振荡后CO2与水充分接触，而此时石蕊试纸变红，说明CO2与水反应产生了酸，酸使蓝色石蕊试纸变红，故正确； C.玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，故错误； D.玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，不能证明CO2与水发生了反应，可能是CO2溶于水导致的，故错误； 故选：B。 23．用如图装置探究二氧化碳的性质。A中的纸花会有什么变化？答： 。C中蜡烛由下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有 性质。请写出B中的化学方程式： 。 【解答】解：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，A中的纸花由紫色变红色。C中蜡烛由下而上依次熄灭，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。B中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 故答案为： 由紫色变红色；密度比空气的大，不能燃烧、不能支持燃烧；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 24．氢氧化钠溶液和二氧化碳反应没有明显现象，为验证CO2与NaOH能够发生反应，某同学用如图所示装置进行实验（瓶内充满CO2）。实验时先往瓶中加入少量氢氧化钠溶液（忽略液体体积对瓶内气压的影响，下同），观察到气球膨胀，一段时间后，再往瓶中加入少量盐酸，观察到膨胀的气球又变瘪。请利用所学的科学知识解释气球“先膨胀，后变瘪”的原因。 【解答】解：当加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳被反应吸收，瓶内气体体积减少，压强减小，外界气压大于瓶内气压，将气体压入瓶内，所以气球膨胀；当加入盐酸时，碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，瓶内气压逐渐增大，大于外界气压，将气球内气体压出，所以气球逐渐变瘪。 故答案为： 加入氢氧化钠溶液后，二氧化碳被反应吸收，瓶内气压减小，气球膨胀；当加入盐酸时，盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，瓶内气压逐渐增大，大于外界气压，气球逐渐变瘪。 25．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，小花不变红。 （1）若甲瓶中未发生化学反应，则甲瓶中盛有的液体可能是 ； （2）若甲瓶中发生化学反应，但无明显现象，则甲瓶中发生的反应方程式可能为 。 【解答】解：（1）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，则可能是通入干燥的二氧化碳或直接没有二氧化碳进入。若甲瓶中未发生化学反应，则甲中液体的作用是干燥二氧化碳气体，则甲可能是浓硫酸，故答案为：浓硫酸。 （2）若甲瓶中发生化学变化，则能吸收二氧化碳且无明显现象，则甲是氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O，故答案为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。 26．许多化学反应没有明显的现象，如氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。为了探究两者混合后是否发生反应，小明提出了两种方法： 方法一：判断混合后反应物是否存在。 （1）小明往滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中通入CO2后，溶液始终呈红色，他得出两者没有反应的结论，小红认为他的结论不科学，因为 。 （2）小明利用数字化传感器设计了如图甲的实验，将注射器中的氢氧化钠溶液缓慢注入容器中，通过二氧化碳传感器记录二氧化碳的浓度变化如图乙所示，他得出两者一定发生了反应的结论，小红认为需要设计一个对比实验，请写出实验操作和预期的实验现象。 。 方法二：判断混合后生成物是否存在。 （3）小明设计了如图丙实验，关闭K推动注射器，将适量的氢氧化钠溶液注入A中，待反应结束后打开K，观察到 ，说明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应。 【解答】（1）二氧化碳和氢氧化钠反应会生成碳酸钠和水，碳酸钠溶液呈碱性，也会使酚酞变红，故答案为：生成碳酸钠也会使酚酞变红； （2）因为二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，溶液中有水的干扰，因此需要将二氧化碳和水接触，观察传感器的数据和氢氧化钠中的数据进行对比，故答案为：向二氧化碳中加入和氢氧化钠等质量的水，充分混合后观察到二氧化碳的浓度会减小，但比氢氧化钠减小的少； （3）二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，导致集气瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中盐酸压进瓶内，二氧化碳和氢氧化钠反应生成的碳酸钠可以和盐酸反应，生成二氧化碳气体，故答案为：烧杯内液体倒流进集气瓶，有气泡产生。 27．某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验． （1）甲同学将收集CO2的试管倒插入紫色石蕊试液中（见装置A），并轻轻振荡试管． Ⅰ．描述产生的现象： ； Ⅱ．写出反应的化学方程式： ． （2）乙同学挤压装置B中滴管的胶头，使其中的NaOH溶液滴入烧瓶，并轻轻振荡，观察到的现象是 （2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O），产生这一现象的原因是 ． 【解答】解：（1）将收集CO2的试管倒插入紫色石蕊试液中，并轻轻振荡试管，能够观察到试管中的液面上升，溶液由紫色变成红色； 水和二氧化碳反应生成碳酸，反应的化学方程式为：CO2+H2O═H2CO3． 故填：试管中的液面上升，溶液由紫色变成红色；CO2+H2O═H2CO3． （2）观察到的现象是气球膨胀，产生这一现象的原因是：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，导致瓶内气压减小，在外界大气压作用下气球膨胀起来． 故填：气球膨胀；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，导致瓶内气压减小，在外界大气压作用下气球膨胀起来． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 大气中的二氧化碳 一．二氧化碳的物理性质 1 二．二氧化碳的检验和验满 2 三．二氧化碳的实验室制法 4 四．二氧化碳的用途 8 五．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 8 六．二氧化碳的化学性质 10 一．二氧化碳的物理性质 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． 2．下列现象仅能体现出二氧化碳的物理性质的是（　　） A．塑料瓶变瘪了 B．干冰用于人工降雨 C．紫色石蕊试液变红 D．蜡烛自下而上熄灭 3．控制温室效应需要国际社会通力合作，减少排放二氧化碳等温室气体。“嗅碳”卫星的主要任务是绘制全球二氧化碳循环地理的分布图。下面关于二氧化碳的叙述不正确的是（　　） A．二氧化碳能溶于水 B．温室效应主要抑制热辐射透过大气层到地面 C．植树造林可增加地球对二氧化碳的吸收能力 D．固态二氧化碳俗称干冰，可用于人工降雨 二．二氧化碳的检验和验满 4．一些食品包装袋内充满某种气体，对食品具有保护作用（如图）。为了探究食品包装袋内该气体的性质，兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳，于是收集食品包装袋中的气体，并进行以下实验操作，其中可验证其猜想的是（　　） A．通入气体观察蜡烛是否熄灭 B．通入气体观察溶液是否变浑浊 C．通入气体观察气球是否浮起 D．充满气体的试管内水面是否上升 5．下列是有关二氧化碳的制取、收集、验满和性质检验的图示，其中正确的是（　　） A．制取 B．收集 C．验满 D．性质检验 6．检验某种无色、无刺激性气味的气体是二氧化碳的方法是（　　） A．将燃烧的木条伸入此气体中 B．将它通入澄清的石灰水中 C．将它通入紫色石蕊试液中 D．将它通入水中 7．下列实验操作可以达到实验目的的是（　　） 选项 实验目的 实验操作 A 鉴别H2和CH4 分别点燃，观察火焰颜色，并在火焰上方罩一干冷烧杯 B 除去MnO2中少量的KMnO4 加热固体混合物 C 检验一瓶气体是否为CO2 将燃着的木条伸入瓶中 D 分离CaCl2和CaCO3的固体混合物 加足量水溶解，过滤，洗涤干燥，蒸发结晶 三．二氧化碳的实验室制法 8．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 9．科学是一门以实验为基础的学科。如图是实验室制取、收集气体的常用装置。 （1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 。（选填字母） （2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 。 （3）小金认为用D装置收集二氧化碳气体比C更好，理由是 。（写出一点即可） （4）若如图A所示的装置制备氧气，该同学制备氧气时应选用的药品是 （选填字母）。 A．过氧化氢溶液 B．高锰酸钾 C．二氧化锰 D．氯酸钾 （5）若用C装置收集制备的氧气，判断氧气集满的方法是 。 10．图甲是实验室制取并检验二氧化碳的装置，图乙是改进后的装置。 （1）与图甲装置相比，图乙装置的优点是 。 （2）某同学用图乙装置进行实验，所用石灰石的质量为1.25克，产生二氧化碳气体的质量随时间的变化如图丙所示。 ①求碳酸钙的质量分数。 ②若反应所用稀盐酸的溶质质量分数为7.3%，求恰好完全反应时所加稀盐酸的质量为多少？ 11．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。 12．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）。 13．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） 14．复分解反应中存在“强酸可以制得弱酸”的表面规律。例如Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，可得：HCl的酸性强于H2CO3的酸性。基于这个反应规律，实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体，如图1所示是制取气体的常用装置，请回答： （1）仪器②的名称是 。收集干燥的二氧化碳气体可选用的装置是 （填字母）。 （2）已知硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，呈白色。为证明H2CO3的酸性比H2SiO3强，小科进行了如图2所示的实验，并观察到装置G中生成H2SiO3沉淀。小科分析后认为此现象不能证明H2CO3的酸性比H2SiO3强，理由是 （用化学方程式解释）。 15．二氧化碳是温室气体之一，“节能减排”“碳达峰”“碳中和”等关键词成为热搜。 （1）可以用于实验室制二氧化碳且能控制反应发生与停止的发生装置为 ，检验该气体时发生反应的化学方程式为 。 （2）若用装置D收集产生的二氧化碳，可以做的改进是 。 （3）选择BD装置可制取另一种实验室常见气体，写出制备过程涉及反应的化学方程式： 。 （4）如图是一种工业上捕集CO2的方法，该装置用多孔球泡（内空球体，球面有许多小孔能通气）比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果更好，原因是 。 （5）绵绵同学设计如图装置验证二氧化碳温室效应。图中两个塑料瓶的体积和形状相同，连接两个塑料瓶的玻璃管中间有一滴红墨水，置于阳光下。一段时间后红墨水 移动。（选填“向左”“向右”或“不”） 16．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。 四．二氧化碳的用途 17．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↑） 五．制取二氧化碳的操作步骤和注意点 18．实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2，以上操作按由先至后的顺序排列正确的是（　　） A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥ C．①③②④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥ 19．对下列实验中出现的异常现象分析合理的是（　　） A．制取CO2气体时，始终收集不到CO2——收集CO2的集气瓶没盖玻璃片 B．排水法收集氧气收集到氧气不纯——通入氧气前集气瓶中水没有装满 C．细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶瓶底炸裂——由于引燃的火柴过长 D．测定空气中氧气含量时，进入集气瓶中的水过少——红磷过量 20．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 21．海洋馆内会安装人工照明系统以模拟不同深度的海洋光线条件，为海洋动植物提供适宜的光照环境，但还是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。 【自制补给器】小科研究了几种市售的二氧化碳气体补给器后，进行自制补给器的实验探究，部分设计如图所示。 （1）小科的自制补给器中使用的酸液应该是 （选填“稀盐酸”或“稀硫酸”），产生二氧化碳反应的化学方程式是 。 （2）如图所示，应将气体细化器置于水族箱的 处（选填“①”“②”或“③”）。 六．二氧化碳的化学性质 22．收集一瓶干燥的CO2，放入蓝色石蕊试纸，试纸不变色；再加入蒸馏水振荡，试纸变红；倒置后玻璃片没有掉下来（如图）。由此能得出的结论是（　　） A．振荡后试纸变红，证明CO2与石蕊发生了反应 B．振荡后试纸变红，证明CO2与水反应产生了酸 C．玻璃片没有掉下，证明瓶内气压大于大气压 D．玻璃片没有掉下，证明CO2与水发生了反应 23．用如图装置探究二氧化碳的性质。A中的纸花会有什么变化？答： 。C中蜡烛由下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有 性质。请写出B中的化学方程式： 。 24．氢氧化钠溶液和二氧化碳反应没有明显现象，为验证CO2与NaOH能够发生反应，某同学用如图所示装置进行实验（瓶内充满CO2）。实验时先往瓶中加入少量氢氧化钠溶液（忽略液体体积对瓶内气压的影响，下同），观察到气球膨胀，一段时间后，再往瓶中加入少量盐酸，观察到膨胀的气球又变瘪。请利用所学的科学知识解释气球“先膨胀，后变瘪”的原因。 25．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，小花不变红。 （1）若甲瓶中未发生化学反应，则甲瓶中盛有的液体可能是 ； （2）若甲瓶中发生化学反应，但无明显现象，则甲瓶中发生的反应方程式可能为 。 26．许多化学反应没有明显的现象，如氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。为了探究两者混合后是否发生反应，小明提出了两种方法： 方法一：判断混合后反应物是否存在。 （1）小明往滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中通入CO2后，溶液始终呈红色，他得出两者没有反应的结论，小红认为他的结论不科学，因为 。 （2）小明利用数字化传感器设计了如图甲的实验，将注射器中的氢氧化钠溶液缓慢注入容器中，通过二氧化碳传感器记录二氧化碳的浓度变化如图乙所示，他得出两者一定发生了反应的结论，小红认为需要设计一个对比实验，请写出实验操作和预期的实验现象。 。 方法二：判断混合后生成物是否存在。 （3）小明设计了如图丙实验，关闭K推动注射器，将适量的氢氧化钠溶液注入A中，待反应结束后打开K，观察到 ，说明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应。 27．某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验． （1）甲同学将收集CO2的试管倒插入紫色石蕊试液中（见装置A），并轻轻振荡试管． Ⅰ．描述产生的现象： ； Ⅱ．写出反应的化学方程式： ． （2）乙同学挤压装置B中滴管的胶头，使其中的NaOH溶液滴入烧瓶，并轻轻振荡，观察到的现象是 （2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O），产生这一现象的原因是 ． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $