内容正文:
第3节 大气中的二氧化碳(第1课时)
例1:如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着两支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片,实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的一支蜡烛,也能得出同样的实验结论
例2:完善下列实验的实验现象,并用化学方程式解释其反应原理:
(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成 ,反应原理: 。
(2)加热上述溶液,试液变成 ,反应原理: 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变 ,反应原理: 。
例3:(2022八下·杭州期末)人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其过程中的部分资料。
资料一:1630年海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2
资料二:1754年布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
资料三:1766年卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式: 。
(3)如图乙,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升(溶解气体后液体体积几乎不变)。
跟踪训练
1.如图是二氧化碳分子模型,其化学式能表示下列意义中的,其中正确的是( )
①二氧化碳这种物质 ②二氧化碳由碳、氧两种元素组成 ③二氧化碳的1个分子
④每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成
A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②③④
2.下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是( )
A.紫色石蕊溶液变红色 B.石灰水变浑浊 C.蜡烛熄灭 D.杠杆左高右低
3.为证明某气体为CO2气体,最合理的做法是( )
A. B. C. D.
4.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( )
CO2 CO2 CO2
CO2
石蕊试液
水
塑料瓶
澄清
石灰水
甲 乙 丙 丁
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
5.用如图实验验证CO2的性质。
(1)观察到纸花变红,原因是 (写化学方程式),
由此并不能得出“CO2能与水发生化学反应”的结论,理
由是 。
(2)观察到短蜡烛熄灭后,关闭K,片刻后长蜡烛熄灭,由此
得到的结论是 。
6.小明为了探究二氧化碳的性质,设计了如图所示的实验,在盛有水的水槽中滴入紫色石蕊
试液,将一个充满CO2的试管倒立于其中。
(1)观察到的现象有① ;② 。
(2)若将水槽内的水换成澄清石灰水,则观察到的现象是 ;
产生该现象的化学方程式为 。
核心素养提升
7.某同学用如图所示装置进行实验,验证二氧化碳能与水反应(已知氮气的密度小于空气的
密度),操作为:
①从b端通入氮气 ②从分液漏斗中滴加适量水
③从a端通入二氧化碳 ④将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中。
其中实验操作顺序最合理的是( )
A.①②③④ B.④③②① C.④①③①② D.④③①②③
8.关于“碳达峰、碳中和”中的二氧化碳,下列说法正确的是( )
A.二氧化碳能溶于水 B.二氧化碳能使紫色石蕊试液变红
C.可用闻气味的方法鉴别二氧化碳 D.二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧
9.某同学设计如图所示实验,探究二氧化碳的有关性质。
干石蕊纸花喷水后放入CO2中
干石蕊纸花
干石蕊纸花直接放入CO2中
(1)实验1采用了科学探究中的控制变量法,该实验控制的变量是 。
(2)实验1中干石蕊纸花喷水后放入二氧化碳中,观察到的现象是 ,该
反应的化学方程式是 。
(3)实验2是在实验1的基础上设计的创新改进实验,将二氧化碳缓慢通入竖直放置的
玻璃管中,能观察到第 (填序号)号棉球先变色。
10.我们曾做过盛放有一高一低两支燃着的蜡烛的烧杯中倒入图1 图2
二氧化碳(如图1),发现先熄灭的是 (填“高”或“矮”)
的蜡烛,原因是 。但如果将烧杯倒扣在两支燃着的
蜡烛上(如图2),会发现 (填“高”或“矮”)的蜡
烛先熄灭,原因是 。
创新素养应用
11.小李学习了有关二氧化碳的知识后,进行了二氧化碳气体在水中的溶解性的探究,其实
验步骤及装置如下:
①用大号针筒抽取200毫升二氧化碳气体。
②向试剂瓶中加入200毫升水(恰好加满),塞紧双孔橡皮塞。
③连接大号针筒和试剂瓶,缓慢推动活塞,将CO2 注入水中。
(1)试剂瓶中加入的水应是 。 A.蒸馏水 B.自来水
(2)推动活塞时应尽量缓慢,其目的是 。
(3)当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时,红色油柱
开始向上移动。实验表明在该条件下,1体积水中能溶解 体积的二氧化碳。
参考答案
例1:如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着两支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
A.将观察到高的蜡烛先熄灭
B.不移开玻璃片,实验现象更明显
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D.去掉烧杯中的一支蜡烛,也能得出同样的实验结论
【答案】D
【解析】如图所示实验,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片,一段时间后观察到烧杯中的两支蜡烛由下到上先后熄灭,说明二氧化碳的密度比空气密度大,据以上分析解答。
【解答】A.实验将观察到低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,故A错误;
B.不移开玻璃片,实验现象不明显,移开玻璃片,更有利于二氧化碳下降进入到烧杯中,现象更明显,故B错误;
C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧,不是因为二氧化碳密度比空气大,故C错误;
D.去掉烧杯中的一支蜡烛,烧杯与蜡烛的位置比集气瓶的位置低,烧杯中的蜡烛会熄灭,也能得出二氧化碳的密度比空气大的结论,故D正确。
例2:完善下列实验的实验现象,并用化学方程式解释其反应原理:
(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成 ,反应原理: 。
(2)加热上述溶液,试液变成 ,反应原理: 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变 ,反应原理: 。
【答案】(1)红色;CO2+H2O=H2CO3 (2)紫色;H2CO3 CO2↑+H2O (3)浑浊;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】(1)紫色石蕊试液遇到酸性溶液变成红色,根据反应物、反应条件和生成物,写出对应的化学方程式。
(2)根据碳酸受热易分解分析解答;
(3)二氧化碳能够时澄清石灰水变浑浊,根据反应物、反应条件和生成物,写出对应的化学方程式。【解答】(1)CO2通入紫色石蕊试液中,试液变成红色,即二氧化碳和水反应生成碳酸,那么反应原理: CO2+H2O=H2CO3 。
(2)加热上述溶液,试液变成紫色,即碳酸受热分解,生成二氧化碳气体和水,那么反应原理: H2CO3 CO2↑+H2O 。
(3)CO2通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,即二氧化碳和氢氧化钙反应,生成碳酸钙沉淀和水,那么反应原理: CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 。
例3:(2022八下·杭州期末)人类发现二氧化碳经历了多个世纪,下列是其过程中的部分资料。
资料一:1630年海尔蒙特发现在一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2
资料二:1754年布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
资料三:1766年卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质: 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式: 。
(3)如图乙,在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升(溶解气体后液体体积几乎不变)。
【答案】(1)不燃烧,也不支持燃烧
(2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(3)100
【解析】(1)根据“使燃着的蜡烛熄灭”分析二氧化碳的化学性质;
(2)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式;
(3)首先根据卡文迪许的结论计算出水中溶解二氧化碳的体积,再用二氧化碳的总体积减去这个体积即可。
【解答】(1)根据“使燃着的蜡烛熄灭”可知,二氧化碳的化学性质:不燃烧,也不支持燃烧。
(2)氢氧化钙和二氧化碳反应,生成碳酸钙沉淀和水,则反应的方程式为: Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 。
(3)根据“1体积水大约溶解1体积的二氧化碳”可知,200毫升水能够溶解二氧化碳200毫升,则量筒中收集到水的体积为:300mL-200mL=100mL。
1.D 2.D 3.C 4.D
5.(1)CO2+H2O═H2CO3 没有排除二氧化碳使纸花变红的可能,没有对照试验
(2)二氧化碳密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧;
6.(1)①试管内液面上升一段水柱 ②试管口附近紫色石蕊试液变红
(2)试管口处变浑浊,试管内液面上升; CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
7.D 8.D
9.(1)水;(2)石蕊纸花变红色;CO2+H2O═H2CO3;(3)④
10. 低 二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧 密度比空气大 高 蜡烛燃烧过程放热,使二氧化碳气体受热膨胀向上,高处的二氧化碳浓度较大
11.(1)A (2)使二氧化碳充分溶解 (3)0.6
12.取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按如图进行实验。
请根据图示进行思考并回答下表中的问题:
实验
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
现象
紫色纸花变红
紫色纸花不变色
紫色纸花不变色
分析
①实验(Ⅲ)验证了 ;实验(Ⅳ)验证了 。
②实验(Ⅳ)结束后,将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸 。
【答案】紫色纸花变红;二氧化碳不能使紫色石蕊变红;水和二氧化碳共同作用能使紫色石蕊变红②不稳定 ,受热易分解
【解析】根据对比实验分别验证水、二氧化碳不能使纸花变红,但水和二氧化碳混合后能使纸花变红,由此证明水和二氧化碳反应的性质及碳酸受热易分解的性质分析。
【解答】 实验(Ⅲ)将纸花直接放入二氧化碳集气瓶中,纸花不变色,验证了二氧化碳不能使紫色石蕊变红, 实验(Ⅳ)紫色纸花变成红色,验证了水和二氧化碳共同作用能使紫色石蕊变红 ; 实验(Ⅳ)结束后,将纸花用酒精灯小心加热烘烤后纸花又变紫,说明碳酸不稳定,受热分解,酸性消失;
故答案为:紫色纸花变红;二氧化碳不能使紫色石蕊变红;水和二氧化碳共同作用能使紫色石蕊变红②不稳定 ,受热易分解。
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