第11讲 二氧化碳的性质（暑假预习讲义）新八年级化学新教材沪科版五四学制

第11讲 二氧化碳的性质 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.通过观察和实验比较，掌握二氧化碳的物理性质（通常情况下无色、无味、气体，密度大于空气，可溶于水，三态变化等）和化学性质（不可燃、不支持燃烧，与水反应生成碳酸，与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀）。 2.结合实例，说明二氧化碳的性质与应用（如灭火、制碳酸饮料、作气体肥料、制冷剂等）的关系。 3.了解二氧化碳对人体的影响以及澄清石灰水的保存方法。 预习重点 二氧化碳的性质（密度、溶解性、与水和氢氧化钙的反应）及其用途。 预习难点 二氧化碳与水反应的实验探究及碳酸的不稳定性，二氧化碳性质与用途的关系。 情｜境｜启｜思 大家都发现了吗？未开封的可乐或雪碧，开盖就冒气泡，这些气泡是什么气体？为什么摇晃之后气泡会变多？为什么把可乐放进冰箱冷藏，打开后气泡反而更少？这些问题都和我们今天要学的二氧化碳性质有关，我们一起拆解一下这里藏着的化学知识。 深｜研｜精｜炼 知识点01 二氧化碳的物理性质 1．物理性质与状态变化： （1）在通常状况下，二氧化碳是一种______色、______气味的气体。 （2）对二氧化碳气体进行______和______，可以得到液态二氧化碳。 （3）对液态二氧化碳进一步______和______，就可以得到固态二氧化碳。 （4）固态二氧化碳的外形与______相似。 （5）固态二氧化碳在______压下，当温度______（填“高于”或“低于”）-78.5℃时，会直接从固态变成气态，这个过程叫做______。 （6）因为固态二氧化碳容易______，所以我们常称它为“______”。 （7）干冰升华时能够______（填“吸收”或“放出”）大量的热；干冰升华后，不会留下任何______。 2．实验探究：干冰的升华现象 将一小块干冰放入干燥的烧杯中，观察到烧杯内壁______（填“有”或“没有”）液体出现。 观察到烧杯内产生大量______（填“白烟”、“白雾”或“水蒸气”），这是干冰______（填物理变化名称）产生的低温使周围空气中的______遇冷凝结成小水滴形成的。 用手（注意安全，短暂靠近感受）靠近烧杯口（不接触干冰）：感觉温度______（填“升高”或“降低”）。 说明干冰升华过程需要______（填“吸收”或“放出”）热量。 【例1】将干冰投放到云层中时，云层会迅速降温，云层中的一些水蒸气和小水滴遇冷凝成小冰晶或大的水滴，从而达到人工降雨的效果。下列说法不正确的是 A．将干冰投放到云层中时，干冰会升华吸热 B．小水滴凝成小冰晶时，水分子不再运动 C．水蒸气凝成小水滴时，水分子间的间隔缩小 D．干冰和冰都是纯净物 【即练1】（25-26九年级上·上海·阶段检测）下列二氧化碳用途中只利用其物理性质的是 A．作气体肥料 B．用于灭火 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 知识点02 二氧化碳的化学性质 1．二氧化碳的密度比空气______，且______燃烧，也______燃烧。 2．二氧化碳______溶于水，溶解后部分与水反应生成______（化学式： ），该物质能使紫色石蕊试液变______色。 3．碳酸（H2CO3）性质______，稍加热即分解为________和______，反应的文字表达式为： 。 4．检验二氧化碳的试剂是 ，现象是 ，反应的文字表达式为：______________________________。 5．碳酸饮料的制作利用了二氧化碳______溶于水且与水反应生成______的性质；饮用时感到凉爽是因为碳酸分解时______（吸收/放出）热量。 【实验探究】 实验1：探究二氧化碳密度与助燃性 装置：烧杯中固定两支________（等高/高低不同）的蜡烛，通过漏斗向烧杯________（缓缓倾倒/直接注入）二氧化碳。 现象：蜡烛火焰自__________________逐渐熄灭（填“上至下”或“下至上”）。 结论：（1）二氧化碳密度比空气______；（2）二氧化碳______燃烧且______燃烧。 实验2：二氧化碳与水反应 操作：向充满CO₂的软塑料瓶中倒入半瓶______（滴加紫色石蕊试液的水），旋紧瓶盖后振荡。 现象：瓶身______（膨胀/变瘪）；溶液由紫色变为______色。 原理分析： （1）瓶身变瘪说明CO₂______于水，瓶内气压______（增大/减小）； （2）溶液变红说明生成______（填物质名称）。 （3）反应的文字表达式为： ；符号表达式为：____________________________________________________________ 实验3：碳酸的不稳定性 操作：将实验2的液体加热。 现象：溶液由______色变回______色，同时有______产生。 结论： （1）碳酸受热分解为________和______，反应属于______（物理/化学）变化。 （2）反应的文字表达式为： ；符号表达式为： 实验4：二氧化碳与石灰水反应 操作：将二氧化碳通入澄清石灰水。 现象：石灰水变______。 结论： （1）该反应可用于______二氧化碳，生成______（填“可溶”或“难溶”）的碳酸钙。 （2）反应的文字表达式为：______________________________；符号表达式为： 【特别提醒】 1．实验设计 （1）‌对照组缺失‌ 认为只做“二氧化碳+水+石蕊”这一组实验就能证明反应发生，实际上必须设置三组对照：①只喷水、②只接触干燥二氧化碳、③喷水后接触二氧化碳，缺少任意一组对照，无法严谨证明是碳酸使石蕊变色。 （2）‌压强变化‌ 向充满二氧化碳的软塑料瓶加水振荡后，容器变瘪、压强减小，错误将其全部归因于二氧化碳和水的反应；实际上二氧化碳溶于水（物理变化）也会消耗气体减小压强，反应仅消耗了少部分二氧化碳，不能把压强减小完全归为化学反应。 （3）‌变量控制错误‌ 对照实验中同时改变多个变量（比如一张纸花干的放二氧化碳、一张湿的放空气中，同时改变了湿度和气体环境），无法确定是谁导致了颜色变化，实验结论不成立。 2．答题表述 （1）‌现象和结论混淆‌ 把结论当成现象描述：如“二氧化碳和水反应生成碳酸，所以石蕊变红”，正确现象描述应为“紫色的石蕊纸花/溶液变为红色”，结论是“二氧化碳和水反应生成了酸性物质（碳酸）”，不能混为一谈。 （2）‌结论表述错误‌ 错误表述为“二氧化碳能使紫色石蕊变红”，正确结论必须强调：‌二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红，二氧化碳本身不能使石蕊变红‌。 （3）‌加热后现象描述错误‌ 加热变红的石蕊溶液后，错误描述为“没有现象变化”，正确现象是“溶液由红色重新变回紫色，同时有气泡产生”。 【例1】为验证二氧化碳的性质，兴趣小组进行了以下实验。 （1）图1中把Y型导管平放在桌面上，一段时间后，可观察到湿润的紫色石蕊试纸变为______________________色，干燥的紫色石蕊试纸不变色。 （2）若把Y型导管固定在铁架台上，a管位于上方b管位于下方，如图2所示，可观察到b管中试纸变色比a管更快，由此验证了二氧化碳具有的物理性质是______________________。 【即练1】化学是一门以实验为基础的学科，请回答问题。 （1）将纯净干燥的CO2缓慢通入如图2装置，观察到塑料瓶内____________（填“上方”或“下方”)的纸花先变红。纸花变红的原因是____________(用化学方程式表示）。将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间后，纸花的颜色变化情况是____________。 （2）如图3所示，在液面下拔下盛满CO2的试管塞，可观察到的现象是____________、____________。 知识点03 二氧化碳的用途 1．在大棚蔬菜种植中，二氧化碳用作“______肥料”，这利用了它能参与植物______作用的重要______性质。 2．二氧化碳是生产______饮料的主要原料之一，这主要利用它能______于水的______性质，以及它能与水反应生成______的______性质。 3．二氧化碳可用于灭火，常用的灭火器是________灭火器。其灭火原理主要基于两点：一是它的______比空气大，能覆盖在燃烧物表面，隔绝空气；二是它本身________，也______燃烧。 4．在化工生产中，二氧化碳是重要的________，例如可用于生产______和______等。 5．固态二氧化碳俗称______，利用它______时需要______大量的热这一______性质，常被用于冷藏食物。 6．利用干冰进行人工降雨，是利用干冰______吸热，使高空云层温度______，促使水蒸气______成小水滴或冰晶，最终形成降水。______________ 7．舞台表演中利用干冰制造云雾效果，同样是利用干冰______时______大量热，使周围空气温度______，空气中的______凝结成无数小水滴，形成云雾。 二氧化碳灭火器 碳酸饮料 食品保鲜 人工降雨 仙气缭绕的舞台效果 【例1】二氧化碳在生产生活中应用广泛，下列不属于二氧化碳用途的是 A．生产碳酸饮料 B．用作气体肥料 C．供给呼吸 D．用于人工降雨 【即练1】农作物生长需要充足的气体肥料。下列空气中的成分能作为气体肥料的是 A．氮气 B．二氧化碳 C．氧气 D．稀有气体 【即练2】下列二氧化碳的用途既跟它的物理性质有关，又跟它的化学性质有关的是 A．制冷剂 B．温室中做气体肥料 C．做化工原料 D．灭火 知识点04 自然界中的氧循环和碳循环 1．自然界中氧元素通过物质的转化使空气中氧气含量几乎保持恒定，称为______循环；碳元素的转化实现______循环，维持二氧化碳含量稳定。 2．氧气的主要消耗途径：生物______作用、燃料______等。 3．氧气的主要产生途径：______植物的______作用释放氧气。 4．二氧化碳的产生途径（至少填3种）：______作用、______喷发、生物______作用、生物体被______分解。 5．二氧化碳的吸收途径： 绿色植物通过______作用吸收CO₂，合成______； 江河湖海的水体______CO₂，最终转化为______（如碳酸钙）。 6．氧循环和碳循环的意义： 维持大气中______和________含量的相对稳定； 保障________与______的平衡。 7．当前环境问题：含碳燃料消耗激增 → 大气中________含量持续上升 → ______效应加剧 → 导致______变暖。 8．为应对气候变化提出的理念： ______生活（减少日常碳排放）； ______经济（通过技术创新减少含碳能源消耗）。 9．践行低碳生活的具体行动（举例）：________等。 【例1】下列关于二氧化碳等的说法中，不正确的是 A．动物、植物的遗骸被微生物分解可产生二氧化碳 B．减少化石燃料的使用可减少二氧化碳排放 C．二氧化碳、甲烷、臭氧都是温室气体 D．氧元素未参与自然界中的碳循环过程 【即练1】“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大循环。 请结合图示回答相关问题： （1）“碳中和”是指的排放和吸收实现“收支相抵”我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了我国的大国担当。图片中吸收二氧化碳的主要途径是⑦【海洋吸收二氧化碳：】和__________（填“序号”）植物的光合作用； （2）从物质变化及分子角度看，__________（填“氧循环”、“碳循环”、“水循环”）与另外两种循环有本质区别。 （3）分析在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是__________。 1．下列途径中吸收二氧化碳的是 A．微生物分解 B．生物呼吸作用 C．汽油燃烧 D．植物光合作用 2．如图所示，下列关于“碳中和”的说法正确的是 A．减少二氧化碳排放，还能消除酸雨的产生 B．出行多坐公交车，少开私家车可以减少碳排放 C．碳中和是指不排放二氧化碳气体 D．光合作用的过程吸收氧气，产生二氧化碳 3．下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是 A．蜡烛自下而上熄灭 B．软塑料瓶变瘪 C．石蕊溶液变红 D．气球上浮 A．A B．B C．C D．D 4．在温室大棚内生产蔬菜或花卉的过程中，常向棚内施放适量的二氧化碳，主要目的是 A．使害虫窒息死亡，防止植物发生病虫害 B．促进植物的光合作用，提高蔬菜等的产量和质量 C．产生温室效应 D．避免棚内发生火灾 5．“低碳”是指“低能耗”、“低废水”等。下列做法中，不符合“低碳”理念的是 A．公交出行 B．夏天将空调温度调到最低 C．打印纸双面使用 D．道路绿化 6．如图所示，在左、右两个等体积的很软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊试液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是 A．左瓶没有任何变化，右瓶紫色石蕊试液变红 B．左、右两瓶紫色石蕊试液均不变色 C．左瓶右瓶都变瘪，试液都变红 D．左、右两瓶紫色石蕊试液均变红，左瓶变瘪，右瓶外形基本不变 7．下列关于碳达峰、碳中和的说法错误的是 A．二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 8．收集一瓶干燥的，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，证明与石蕊发生了反应 B．振荡后试纸变红，证明与水反应产生了酸性物质 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，证明与水发生了反应 9．源源同学利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置来探究CO2的制取和性质。a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花(垂直固定玻璃管的装置未画出）。下列关于该实验装置的叙述不正确的是 A．该装置的左半部也可用于制取氧气 B．利用该装置可验证CO2能与水发生化学反应 C．利用该装置不可以验证CO2密度比空气大 D．实验中观察到d、a棉花先后变红，而棉花b、c不变红 10．同学们设计如图所示实验探究二氧化碳的性质，请回答： （1）实验一：两个大量筒中分别充满和空气，充满的量筒是__________（填“A”或“B”），说明二氧化碳具有的物理性质是__________________。 （2）实验二：观察到塑料瓶变瘪的同时，还能观察到____________________现象。 （3）实验三：一段时间后，观察到Y型管左侧无变化，右侧湿润的紫色石蕊试纸变红，其原因是______________________。 11．用下图所示实验验证二氧化碳的性质。 （1）实验一中②处的实验现象是____________，若要证明②处与水发生了反应，就在①试管里放____________；③处烧杯中低处蜡烛先熄灭，说明具有的化学性质是____________。 （2）实验二中，向盛有的软塑料瓶中倒入三分之一体积的水，迅速旋紧瓶盖后振荡，观察到软塑料瓶变瘪。如把这个现象作为二氧化碳与水发生了反应的证据，你认为是否严密？请说明理由。____________。 12．阅读下面科普短文。 碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图。 请回答下列问题： （1）碳循环：生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳，在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出________________。 （2）碳封存：将二氧化碳通过加压压入海水中，是一种海洋碳封存的方法，二氧化碳在高压下能够溶解在海水中形成碳酸，请写出反应的符号表达式________________。 （3）碳减排：控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓________（填序号）。 A．温室效应 B．白色污染 C．空气污染 （4）碳替代：由图可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代，请你列举现实生活中碳替代的一个例子：________________。 13．学习小组同学在老师指导下，探究二氧化碳与水反应的生成物。 【查阅资料】酸性物质，比如稀醋酸等，能使紫色石蕊试液变红色。 向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红，同学们作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如图）。 （1）请和同学们来完成下表： 猜想 方案 现象 结论 ①可能是使石蕊变红 C 小花不变色 猜想①错误 ②可能是____________________使石蕊变红 B 小花不变色 猜想②错误 ③可能是和水反应的生成物使石蕊变红 D ____________________ 猜想③正确 （2）同学们做了一个对比实验来确定与水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是______________（填序号）。生成该酸性物质的文字表达式为______________________。 （3）向盛满二氧化碳的软塑料瓶里加约体积的水，迅速盖上瓶盖振荡，观察到______________的现象。利用二氧化碳的这一性质，可以用于____________________（填字母）。 A．灭火      B．生产饮料      C．光合作用       D．气体肥料 14．为探究二氧化碳的性质，某化学兴趣小组进行如图实践活动。 （1）图1实验中观察到低处蜡烛先熄灭，高处蜡烛后熄灭，可知CO2具有的物理性质是____________。 （2）兴趣小组将一瓶二氧化碳气体放入一个盛有澄清石灰水的烧杯中，如图2所示，实验中观察到澄清石灰水变浑浊，反应的文字表达式为____________。 （3）用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水，并不断振荡，装置如图3。同时用气体压强传感器采集数据，如图4，图中曲线EF段气体压强迅速上升的原因是____________，曲线FG段气体压强逐渐减小的原因是____________。取G点对应的液体，滴加几滴紫色石蕊溶液，振荡，观察到的现象是____________。 【拓展实验】为探究CO2在水和食盐水中的溶解情况，相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2（如图5），待收集100mLCO2后，移出导管，每隔一段时间观察并记录量筒内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CO2的体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 （4）将100mL量筒装满100mL水或食盐水的操作是____________。 （5）由表数据分析： 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”）。 15．张老师在周末布置了“自制汽水”的特色作业，小花同学利用干冰自制了一瓶无色碳酸饮料。在张老师的引导下，小花同学对影响溶解能力的因素产生了浓厚的兴趣，并进入实验室开展了如下实验探究。 （1）如图所示，向一个收集满气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，迅速拧紧瓶盖，振荡。观察到________________，说明二氧化碳能溶于水。 【探究一】探究温度和压强对溶解能力的影响 实验一：标准大气压下，向试管中分别加入自制的无色碳酸饮料100 mL，大烧杯中加入不同温度的水，小烧杯中加入适量澄清石灰水。 实验装置 实验序号 大烧杯中水的温度 试管中产生气泡的速率 澄清石灰水的现象 实验① 0℃ 缓慢 不浑浊 实验② 20℃ 适中 不浑浊 实验③ 90℃ 很快 变浑浊 （2）由实验一得到的结论是：相同条件下，温度升高，二氧化碳的溶解能力________________（填“变大”“变小”或“不变”），因此小花同学建议：制好碳酸饮料后，应低温保存。 实验二：室温下，向试管中分别加入100 mL自制的无色碳酸饮料（注射器体积为100 mL）。 实验装置 实验序号 注射器活塞的位置 试管中产生气泡的速率 实验④ 不拉动活塞 适中 实验⑤ 向上拉活塞到25 mL 变快 实验⑥ 向上拉活塞到50 mL 变得更快 （3）由实验二可以得出的结论是：________________。 【探究二】探究在不同物质中的溶解性 实验三：室温下，烧瓶中收集250 mL的气体，通过注射器分别加入50 mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化（实验前烧瓶内压强为104.20 kPa，实验过程中保持温度恒定）。 实验装置 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验⑦ 空气 水 130.25 kPa 实验⑧ 水 104.98 kPa 实验⑨ 盐酸 106.67 kPa 实验⑩ 小苏打的水溶液 103.40 kPa （4）实验后烧瓶内的压强，实验⑧小于实验⑦的原因是：________________。 （5）从上述实验中可知，室温下，1体积水约能溶解1体积的依据是________________。 （6）根据实验⑧⑨⑩分析可知，在其他条件相同时，在________________中溶解性最弱。 16．某兴趣小组以CO2为主题进行项目式学习，请你一起参与。 【初步认识CO2】 （1）下列二氧化碳的用途中，只利用其物理性质的是______。（填字母序号） A．二氧化碳用作灭火剂 B．干冰用于人工降雨 C．二氧化碳用作气体肥料 D．二氧化碳用于生产汽水等碳酸饮料 （2）小组用如图装置来进行二氧化碳产生温室效应的模拟研究，在左侧集气瓶中盛放二氧化碳，右侧集气瓶中盛放空气。实验时，若能观察到食用油液面的变化情况：______________，证明二氧化碳是产生温室效应的气体。 【探究CO2的性质】 小组同学利用如图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。 步骤1：某同学检验了图1装置的气密性，得到如右侧图像，说明装置气密性良好。 步骤2：两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水，连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞1，一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图所示。 （3）步骤1中该同学进行气密性检查的操作是：打开活塞1和活塞2，______________（填“推”或“拉”）注射器活塞一段距离后停止。（手未放开） （4）AB段压强上升的原因是______________；写出曲线Ⅱ发生反应的文字表达式______________； （5）如图是注入澄清石灰水后最终瓶中气体的微观示意图(忽略水的挥发，两活塞关闭状态），则下列符合注入水后瓶中情况的是_______。 A． B． C． D． 【拓展探究】 验证人体呼吸作用产生二氧化碳 同学们又进行如图3所示实验，把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中，打开仪器开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据如图4所示，纵坐标为某一气体体积分数（%），横坐标为时间（s）。 （6）实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为______________。 （7）能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是______________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 二氧化碳的性质 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.通过观察和实验比较，掌握二氧化碳的物理性质（通常情况下无色、无味、气体，密度大于空气，可溶于水，三态变化等）和化学性质（不可燃、不支持燃烧，与水反应生成碳酸，与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀）。 2.结合实例，说明二氧化碳的性质与应用（如灭火、制碳酸饮料、作气体肥料、制冷剂等）的关系。 3.了解二氧化碳对人体的影响以及澄清石灰水的保存方法。 预习重点 二氧化碳的性质（密度、溶解性、与水和氢氧化钙的反应）及其用途。 预习难点 二氧化碳与水反应的实验探究及碳酸的不稳定性，二氧化碳性质与用途的关系。 情｜境｜启｜思 大家都发现了吗？未开封的可乐或雪碧，开盖就冒气泡，这些气泡是什么气体？为什么摇晃之后气泡会变多？为什么把可乐放进冰箱冷藏，打开后气泡反而更少？这些问题都和我们今天要学的二氧化碳性质有关，我们一起拆解一下这里藏着的化学知识。 深｜研｜精｜炼 知识点01 二氧化碳的物理性质 1．物理性质与状态变化： （1）在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无气味的气体。 （2）对二氧化碳气体进行加压和降温，可以得到液态二氧化碳。 （3）对液态二氧化碳进一步加压和降温，就可以得到固态二氧化碳。 （4）固态二氧化碳的外形与冰相似。 （5）固态二氧化碳在常压下，当温度高于（填“高于”或“低于”）-78.5℃时，会直接从固态变成气态，这个过程叫做升华。 （6）因为固态二氧化碳容易升华，所以我们常称它为“干冰”。 （7）干冰升华时能够吸收（填“吸收”或“放出”）大量的热；干冰升华后，不会留下任何残留物。 2．实验探究：干冰的升华现象 将一小块干冰放入干燥的烧杯中，观察到烧杯内壁没有（填“有”或“没有”）液体出现。 观察到烧杯内产生大量白雾（填“白烟”、“白雾”或“水蒸气”），这是干冰升华（填物理变化名称）产生的低温使周围空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴形成的。 用手（注意安全，短暂靠近感受）靠近烧杯口（不接触干冰）：感觉温度降低（填“升高”或“降低”）。 说明干冰升华过程需要吸收（填“吸收”或“放出”）热量。 【例1】将干冰投放到云层中时，云层会迅速降温，云层中的一些水蒸气和小水滴遇冷凝成小冰晶或大的水滴，从而达到人工降雨的效果。下列说法不正确的是 A．将干冰投放到云层中时，干冰会升华吸热 B．小水滴凝成小冰晶时，水分子不再运动 C．水蒸气凝成小水滴时，水分子间的间隔缩小 D．干冰和冰都是纯净物 【答案】B 【解析】A、干冰是固态二氧化碳，将干冰投放到云层中，干冰会从固态直接变为气态，即升华，升华过程吸热，使云层迅速降温，该选项说法正确，不符合题意； B、分子总是在不断运动的，小水滴凝成小冰晶时，水分子依然在运动，只是运动速率减慢，该选项说法错误，符合题意； C、水蒸气是气态，小水滴是液态，气态变为液态时，水分子间的间隔缩小，该选项说法正确，不符合题意； D、干冰是固态二氧化碳，冰是固态水，它们都由一种物质组成，都是纯净物，该选项说法正确，不符合题意。 故选B。 【即练1】（25-26九年级上·上海·阶段检测）下列二氧化碳用途中只利用其物理性质的是 A．作气体肥料 B．用于灭火 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答案】C 【详解】A、作气体肥料涉及光合作用（化学变化），利用化学性质，A错误； B、灭火既利用密度大于空气的物理性质，也利用不可燃不助燃的化学性质，B错误； C、用于人工降雨利用干冰升华吸热（物理变化），只利用物理性质，C正确； D、制碳酸饮料涉及二氧化碳与水反应生成碳酸（化学变化），利用化学性质，D错误。 故选C。 知识点02 二氧化碳的化学性质 1．二氧化碳的密度比空气大，且不能燃烧，也不支持燃烧。 2．二氧化碳能溶于水，溶解后部分与水反应生成碳酸（化学式：H2CO3），该物质能使紫色石蕊试液变红色。 3．碳酸（H2CO3）性质不稳定，稍加热即分解为二氧化碳和水，反应的文字表达式为：碳酸二氧化碳+水。 4．检验二氧化碳的试剂是澄清石灰水，现象是变浑浊，反应的文字表达式为：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。 5．碳酸饮料的制作利用了二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸的性质；饮用时感到凉爽是因为碳酸分解时吸收（吸收/放出）热量。 【实验探究】 实验1：探究二氧化碳密度与助燃性 装置：烧杯中固定两支高低不同（等高/高低不同）的蜡烛，通过漏斗向烧杯缓缓倾倒（缓缓倾倒/直接注入）二氧化碳。 现象：蜡烛火焰自下至上逐渐熄灭（填“上至下”或“下至上”）。 结论：（1）二氧化碳密度比空气大；（2）二氧化碳不支持燃烧且不能燃烧。 实验2：二氧化碳与水反应 操作：向充满CO₂的软塑料瓶中倒入半瓶水（滴加紫色石蕊试液的水），旋紧瓶盖后振荡。 现象：瓶身变瘪（膨胀/变瘪）；溶液由紫色变为红色。 原理分析： （1）瓶身变瘪说明CO₂溶于水，瓶内气压减小（增大/减小）； （2）溶液变红说明生成碳酸（填物质名称）。 （3）反应的文字表达式为：二氧化碳 + 水 → 碳酸；符号表达式为：CO2 + H2O→ H2CO3 实验3：碳酸的不稳定性 操作：将实验2的液体加热。 现象：溶液由红色变回紫色，同时有气泡产生。 结论： （1）碳酸受热分解为二氧化碳和水，反应属于化学（物理/化学）变化。 （2）反应的文字表达式为：碳酸 → 二氧化碳 + 水；符号表达式为：H2CO3 →CO2 + H2O 实验4：二氧化碳与石灰水反应 操作：将二氧化碳通入澄清石灰水。 现象：石灰水变浑浊。 结论： （1）该反应可用于检验二氧化碳，生成难溶（填“可溶”或“难溶”）的碳酸钙。 （2）反应的文字表达式为：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；符号表达式为：CO2 +Ca(OH)2 →CaCO3 +H2O 【特别提醒】 1．实验设计 （1）‌对照组缺失‌ 认为只做“二氧化碳+水+石蕊”这一组实验就能证明反应发生，实际上必须设置三组对照：①只喷水、②只接触干燥二氧化碳、③喷水后接触二氧化碳，缺少任意一组对照，无法严谨证明是碳酸使石蕊变色。 （2）‌压强变化‌ 向充满二氧化碳的软塑料瓶加水振荡后，容器变瘪、压强减小，错误将其全部归因于二氧化碳和水的反应；实际上二氧化碳溶于水（物理变化）也会消耗气体减小压强，反应仅消耗了少部分二氧化碳，不能把压强减小完全归为化学反应。 （3）‌变量控制错误‌ 对照实验中同时改变多个变量（比如一张纸花干的放二氧化碳、一张湿的放空气中，同时改变了湿度和气体环境），无法确定是谁导致了颜色变化，实验结论不成立。 2．答题表述 （1）‌现象和结论混淆‌ 把结论当成现象描述：如“二氧化碳和水反应生成碳酸，所以石蕊变红”，正确现象描述应为“紫色的石蕊纸花/溶液变为红色”，结论是“二氧化碳和水反应生成了酸性物质（碳酸）”，不能混为一谈。 （2）‌结论表述错误‌ 错误表述为“二氧化碳能使紫色石蕊变红”，正确结论必须强调：‌二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红，二氧化碳本身不能使石蕊变红‌。 （3）‌加热后现象描述错误‌ 加热变红的石蕊溶液后，错误描述为“没有现象变化”，正确现象是“溶液由红色重新变回紫色，同时有气泡产生”。 【例1】为验证二氧化碳的性质，兴趣小组进行了以下实验。 （1）图1中把Y型导管平放在桌面上，一段时间后，可观察到湿润的紫色石蕊试纸变为 色，干燥的紫色石蕊试纸不变色。 （2）若把Y型导管固定在铁架台上，a管位于上方b管位于下方，如图2所示，可观察到b管中试纸变色比a管更快，由此验证了二氧化碳具有的物理性质是 。 【答案】（1）红 （2）通常情况下，二氧化碳的密度比空气大 【解析】（1）二氧化碳可与湿润的紫色石蕊试纸中的水反应生成显酸性的碳酸，碳酸能使紫色石蕊试纸变红，故填：红； （2）实验中可观察到b管中试纸变色比a管更快，由此验证了二氧化碳具有的物理性质是通常情况下，二氧化碳的密度比空气大，故填：通常情况下，二氧化碳的密度比空气大。 【即练1】化学是一门以实验为基础的学科，请回答问题。 （1）将纯净干燥的CO2缓慢通入如图2装置，观察到塑料瓶内 （填“上方”或“下方”)的纸花先变红。纸花变红的原因是 (用化学方程式表示）。将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间后，纸花的颜色变化情况是 。 （2）如图3所示，在液面下拔下盛满CO2的试管塞，可观察到的现象是 、 。 【答案】（1）下方 CO2+H2O=H2CO3 由红色变成紫色 （2） 澄清石灰水变浑浊 试管内液面上升 【解析】（1）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，二氧化碳的密度大于空气，故下方的纸花先变红色；二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3，碳酸易分解成水和二氧化碳，将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间后，纸花由红色变成紫色，故填：下方；由红色变成紫色； （2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，二氧化碳被吸收，澄清石灰水变浑浊，试管内气体减少，压强减小，水槽中的液体被压入试管中，则试管内液面上升，故填：澄清石灰水变浑浊；试管内液面上升。 知识点03 二氧化碳的用途 1．在大棚蔬菜种植中，二氧化碳用作“气体肥料”，这利用了它能参与植物光合作用的重要化学性质。 2．二氧化碳是生产碳酸饮料的主要原料之一，这主要利用它能溶于水的物理性质，以及它能与水反应生成碳酸的化学性质。 3．二氧化碳可用于灭火，常用的灭火器是二氧化碳灭火器。其灭火原理主要基于两点：一是它的密度比空气大，能覆盖在燃烧物表面，隔绝空气；二是它本身不能燃烧，也不支持燃烧。 4．在化工生产中，二氧化碳是重要的化工原料，例如可用于生产纯碱和化肥等。 5．固态二氧化碳俗称干冰，利用它升华时需要吸收大量的热这一物理性质，常被用于冷藏食物。 6．利用干冰进行人工降雨，是利用干冰升华吸热，使高空云层温度降低，促使水蒸气凝结成小水滴或冰晶，最终形成降水。（答案：；；） 7．舞台表演中利用干冰制造云雾效果，同样是利用干冰升华时吸收大量热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气凝结成无数小水滴，形成云雾。 二氧化碳灭火器 碳酸饮料 食品保鲜 人工降雨 仙气缭绕的舞台效果 【例1】二氧化碳在生产生活中应用广泛，下列不属于二氧化碳用途的是 A．生产碳酸饮料 B．用作气体肥料 C．供给呼吸 D．用于人工降雨 【答案】C 【解析】A、二氧化碳能与水反应生成碳酸，则可以用来生产碳酸饮料，不符合题意； B、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，则常作为气体肥料，不符合题意； C、氧气能供给呼吸，二氧化碳不能供给呼吸，符合题意； D、干冰是固态二氧化碳，干冰易升华吸热，可用于人工降雨，不符合题意； 故选：C。 【即练1】农作物生长需要充足的气体肥料。下列空气中的成分能作为气体肥料的是 A．氮气 B．二氧化碳 C．氧气 D．稀有气体 【答案】B 【解析】A、氮气化学性质比较稳定，一般情况下，农作物难以直接利用氮气进行生长相关的生理活动，所以氮气不能作为气体肥料，不符合题意； B、植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气，二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，符合题意； C、氧气主要参与动植物的呼吸作用，农作物呼吸作用需要氧气，氧气不能作为气体肥料，不符合题意； D、稀有气体化学性质极不活泼，一般不与其他物质发生化学反应，农作物无法利用稀有气体进行生长相关活动，稀有气体不能作为气体肥料，不符合题意。 故选B。 【即练2】下列二氧化碳的用途既跟它的物理性质有关，又跟它的化学性质有关的是 A．制冷剂 B．温室中做气体肥料 C．做化工原料 D．灭火 【答案】D 【解析】A、制冷剂，是利用干冰升华吸热，使周围的温度降低，与物理性质有关，故选项不符合题意； B、温室中做气体肥料，是利用二氧化碳和水在绿色植物和光能的作用下反应能生成葡萄糖和氧气，与化学性质有关，故选项不符合题意； C、做化工原料，如制汽水，是利用二氧化碳与水反应生成碳酸，与化学性质有关，故选项不符合题意； D、二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，密度比空气大，因此二氧化碳能够灭火，即利用了化学性质也利用了物理性质，故选项符合题意。 故选D。 知识点04 自然界中的氧循环和碳循环 1．自然界中氧元素通过物质的转化使空气中氧气含量几乎保持恒定，称为氧循环；碳元素的转化实现碳循环，维持二氧化碳含量稳定。 2．氧气的主要消耗途径：生物呼吸作用、燃料燃烧等。 3．氧气的主要产生途径：绿色植物的光合作用释放氧气。 4．二氧化碳的产生途径（至少填3种）：燃烧作用、火山喷发、生物呼吸作用、生物体被微生物分解。 5．二氧化碳的吸收途径： 绿色植物通过光合作用吸收CO₂，合成糖类； 江河湖海的水体溶解CO₂，最终转化为碳酸盐（如碳酸钙）。 6．氧循环和碳循环的意义： 维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定； 保障人类生活与生态的平衡。 7．当前环境问题：含碳燃料消耗激增 → 大气中二氧化碳含量持续上升 → 温室效应加剧 → 导致全球变暖。 8．为应对气候变化提出的理念： 低碳生活（减少日常碳排放）； 低碳经济（通过技术创新减少含碳能源消耗）。 9．践行低碳生活的具体行动（举例）：植树造林等。 【例1】下列关于二氧化碳等的说法中，不正确的是 A．动物、植物的遗骸被微生物分解可产生二氧化碳 B．减少化石燃料的使用可减少二氧化碳排放 C．二氧化碳、甲烷、臭氧都是温室气体 D．氧元素未参与自然界中的碳循环过程 【答案】D 【解析】A、动物、植物的遗骸被微生物分解可产生二氧化碳，这是碳循环的一部分，不符合题意； B、化石燃料含碳元素，燃烧会生成二氧化碳，故减少化石燃料的使用可以减少二氧化碳的排放，不符合题意； C、二氧化碳、甲烷、臭氧在大气中含量增大都能够引起温室效应，都是温室气体，不符合题意； D、动物的呼吸作用消耗氧气排放出二氧化碳，植物的光合作用吸收二氧化碳，生成氧气，氧气和二氧化碳中均含氧元素，故氧元素参与了自然界中的碳循环过程，符合题意。 故选D。 【即练1】“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大循环。 请结合图示回答相关问题： （1）“碳中和”是指的排放和吸收实现“收支相抵”我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了我国的大国担当。图片中吸收二氧化碳的主要途径是⑦【海洋吸收二氧化碳：】和 （填“序号”）植物的光合作用； （2）从物质变化及分子角度看， （填“氧循环”、“碳循环”、“水循环”）与另外两种循环有本质区别。 （3）分析在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是 。 【答案】（1）⑤ （2）水循环 （3）反应条件不同 【解析】（1）绿色植物可通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故填：⑤； （2）水循环没有新物质生成，且水分子种类没有发生改变，属于物理变化，碳循环、氧循环有新物质生成，分子种类发生了改变，属于化学变化，从物质变化及分子角度看，在水循环、碳循环、氧循环中，水循环与另外两种循环有本质区别； （3）⑤为光合作用，光合作用为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，⑦为二氧化碳和水反应生成碳酸，故在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是：反应条件不同。 1．下列途径中吸收二氧化碳的是 A．微生物分解 B．生物呼吸作用 C．汽油燃烧 D．植物光合作用 【答案】D 【解析】植物光合作用吸收二氧化碳；微生物分解、生物呼吸作用、汽油燃烧都产生二氧化碳，故选：D。 2．如图所示，下列关于“碳中和”的说法正确的是 A．减少二氧化碳排放，还能消除酸雨的产生 B．出行多坐公交车，少开私家车可以减少碳排放 C．碳中和是指不排放二氧化碳气体 D．光合作用的过程吸收氧气，产生二氧化碳 【答案】B 【解析】A、减少二氧化碳排放有助于缓解气候变化，但酸雨的产生主要与二氧化硫和氮氧化物的排放有关，因此减少二氧化碳排放并不能直接消除酸雨，故说法错误； B、出行多坐公交车，少开私家车可以有效减少碳排放，故说法正确； C、碳中和是指通过减少碳排放和增加碳吸收（如植树造林）来达到净零碳排放，而不是完全不排放二氧化碳，故说法错误； D、光合作用的过程是吸收二氧化碳，释放氧气，故说法错误。 故选B。 3．下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是 A．蜡烛自下而上熄灭 B．软塑料瓶变瘪 C．石蕊溶液变红 D．气球上浮 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A、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，故选项符合题意； B、塑料瓶会变瘪，主要是因为二氧化碳能溶于水，该实验能体现其物理性质，故选项不符合题意； C、石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，能体现其化学性质，故选项不符合题意； D、气球上浮，是因为二氧化碳的密度比空气的大，能体现其物理性质，故选项不符合题意。 故选A。 4．在温室大棚内生产蔬菜或花卉的过程中，常向棚内施放适量的二氧化碳，主要目的是 A．使害虫窒息死亡，防止植物发生病虫害 B．促进植物的光合作用，提高蔬菜等的产量和质量 C．产生温室效应 D．避免棚内发生火灾 【答案】B 【解析】A、二氧化碳浓度需极高才能导致害虫窒息，通常大棚内施放的是“适量”二氧化碳，不足以达到此效果，故不符合题意。 B、常向棚内施放适量的CO2的主要作用是促进植物进行光合作用，由于光合作用的原料是二氧化碳和水，生成物是氧气和有机物，所以促进植物的光合作用会增加植物的有机物的合成，即产量会增加，故符合题意。 C、温室效应是大棚保温的原理之一，但施放二氧化碳的主要目的是促进植物生长，而非单纯维持温度，故不符合题意。 D、二氧化碳虽能灭火，但大棚内施放二氧化碳并非为了防火，且“适量”浓度无法有效预防火灾，故不符合题意。 故选B。 5．“低碳”是指“低能耗”、“低废水”等。下列做法中，不符合“低碳”理念的是 A．公交出行 B．夏天将空调温度调到最低 C．打印纸双面使用 D．道路绿化 【答案】B 【解析】A、公交出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合“低碳”理念，不符合题意； B、夏天将空调温度调到最低，会造成能源的大量消耗，产生大量的二氧化碳，不符合“低碳”理念，符合题意； C、打印纸双面使用，可以节约资源，减少森林的砍伐，增加二氧化碳的吸收，符合“低碳”理念，不符合题意； D、道路绿化，可以增加二氧化碳的吸收，符合“低碳”理念，不符合题意。 故选B。 6．如图所示，在左、右两个等体积的很软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊试液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是 A．左瓶没有任何变化，右瓶紫色石蕊试液变红 B．左、右两瓶紫色石蕊试液均不变色 C．左瓶右瓶都变瘪，试液都变红 D．左、右两瓶紫色石蕊试液均变红，左瓶变瘪，右瓶外形基本不变 【答案】D 【解析】从图示看出，左瓶收集的二氧化碳没有通入石蕊溶液中，右瓶收集的二氧化碳从石蕊溶液中通过，根据二氧化碳的性质，能溶于水，溶于水后生成碳酸，故左瓶中的二氧化碳溶于水后，瓶内气压减小，瓶子变瘪，石蕊变红；右瓶中的石蕊试液收集二氧化碳时已经变红，溶液也不能再溶解二氧化碳，故瓶子不会变瘪。故选D。 7．下列关于碳达峰、碳中和的说法错误的是 A．二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 【答案】D 【解析】A、二氧化碳是主要的温室气体，二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖，加剧温室效应，故正确； B、践行低碳行动，助于减少二氧化碳的排放，有助于实现碳达峰目标，故正确； C、碳中和是指排放的二氧化碳通过采取植树和节能减排的方式全部抵消，二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段，故正确； D、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，植树造林有助于吸收更多的二氧化碳，故错误； 故选D。 8．收集一瓶干燥的，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，证明与石蕊发生了反应 B．振荡后试纸变红，证明与水反应产生了酸性物质 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，证明与水发生了反应 【答案】B 【解析】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，故选项说法不正确； 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与水反应产生了酸性物质，酸性物质使蓝色石蕊试纸变红，故选项说法正确； C、玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，故选项说法不正确； 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，故选项说法不正确。 故选B。 9．源源同学利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置来探究CO2的制取和性质。a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花(垂直固定玻璃管的装置未画出）。下列关于该实验装置的叙述不正确的是 A．该装置的左半部也可用于制取氧气 B．利用该装置可验证CO2能与水发生化学反应 C．利用该装置不可以验证CO2密度比空气大 D．实验中观察到d、a棉花先后变红，而棉花b、c不变红 【答案】C 【解析】A、该装置的左半部适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不符合题意； B、该实验中，b、c处棉花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色，a、d处棉花变红，说明二氧化碳与水发生了反应，不符合题意； C、该实验中，d处棉花比a处棉花先变红，说明二氧化碳的密度比空气大，符合题意； D、该实验中，二氧化碳不能使紫色石蕊变色，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，且二氧化碳的密度比空气大，故实验中观察到d、a棉花先后变红，而棉花b、c不变红，不符合题意。 故选C。 10．同学们设计如图所示实验探究二氧化碳的性质，请回答： （1）实验一：两个大量筒中分别充满和空气，充满的量筒是 （填“A”或“B”），说明二氧化碳具有的物理性质是 。 （2）实验二：观察到塑料瓶变瘪的同时，还能观察到 现象。 （3）实验三：一段时间后，观察到Y型管左侧无变化，右侧湿润的紫色石蕊试纸变红，其原因是 。 【答案】（1） B 密度比空气的大 （2）澄清石灰水变浑浊 （3）二氧化碳与水反应生成了碳酸 【解析】（1）两个大量筒中分别充满二氧化碳和空气，将含空气的肥皂泡分别放入两个量筒中，A中肥皂泡不久即沉入底部，B中肥皂泡基本不下沉，说明充满二氧化碳的量筒是B，说明二氧化碳的密度比空气大； （2）实验二中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，导致装置内气体减少，压强减小，故观察到塑料瓶变瘪的同时，还能观察到澄清石灰水变浑浊； （3）实验三中一段时间后，观察到Y型管左侧无变化，右侧湿润的紫色石蕊试纸变红，其原因是二氧化碳和水反应生成了碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红。 11．用下图所示实验验证二氧化碳的性质。 （1）实验一中②处的实验现象是 ，若要证明②处与水发生了反应，就在①试管里放 ；③处烧杯中低处蜡烛先熄灭，说明具有的化学性质是 。 （2）实验二中，向盛有的软塑料瓶中倒入三分之一体积的水，迅速旋紧瓶盖后振荡，观察到软塑料瓶变瘪。如把这个现象作为二氧化碳与水发生了反应的证据，你认为是否严密？请说明理由。 。 【答案】（1） 湿润的紫色石蕊试纸变红 干燥的紫色石蕊试纸 不能燃烧，也不支持燃烧 （2）不严密，二氧化碳溶于水也会使软塑料瓶变瘪 【解析】（1）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试纸变红； 在①试管里放干燥的紫色石蕊试纸，通入二氧化碳，试纸不变色，与②处湿润石蕊试纸变红对比，可证明二氧化碳与水发生了反应； ③处烧杯中低处蜡烛先熄灭，说明二氧化碳在有氧气的环境中自身不能燃烧，也不能支持蜡烛燃烧。 （2）二氧化碳既能溶于水，又能与水反应，软塑料瓶变瘪可能是二氧化碳溶于水使瓶内压强减小导致的，所以该证据不严密。 12．阅读下面科普短文。 碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图。 请回答下列问题： （1）碳循环：生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳，在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出 。 （2）碳封存：将二氧化碳通过加压压入海水中，是一种海洋碳封存的方法，二氧化碳在高压下能够溶解在海水中形成碳酸，请写出反应的符号表达式 。 （3）碳减排：控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓________（填序号）。 A．温室效应 B．白色污染 C．空气污染 （4）碳替代：由图可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代，请你列举现实生活中碳替代的一个例子： 。 【答案】（1）氧气 （2）CO2 + H2O→ H2CO3 （3）A （4）使用氢能源代替化石燃料燃烧 【解析】（1）碳循环：生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳，在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气； （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，文字表达式为CO2 + H2O→ H2CO3； （3）大气中二氧化碳排放过多会导致温室效应增强，因此控制二氧化碳的排放，主要是为了减缓温室效应； （4）生活中的碳替代：使用氢能源代替化石燃料燃烧等。 13．学习小组同学在老师指导下，探究二氧化碳与水反应的生成物。 【查阅资料】酸性物质，比如稀醋酸等，能使紫色石蕊试液变红色。 向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红，同学们作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如图）。 （1）请和同学们来完成下表： 猜想 方案 现象 结论 ①可能是使石蕊变红 C 小花不变色 猜想①错误 ②可能是 使石蕊变红 B 小花不变色 猜想②错误 ③可能是和水反应的生成物使石蕊变红 D 猜想③正确 （2）同学们做了一个对比实验来确定与水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是 （填序号）。生成该酸性物质的文字表达式为 。 （3）向盛满二氧化碳的软塑料瓶里加约体积的水，迅速盖上瓶盖振荡，观察到 的现象。利用二氧化碳的这一性质，可以用于 （填字母）。 A．灭火      B．生产饮料      C．光合作用       D．气体肥料 【答案】（1） 水/H2O 小花变红色 （2） A 二氧化碳 + 水 → 碳酸 （3） 软塑料瓶变瘪 B 【解析】（1）实验方案 B 是直接喷水，目的是验证水能否使石蕊变红，所以猜想②是可能是水（H2O）使石蕊变红； 实验方案 D 中，喷水后放入二氧化碳中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液染成的紫色小花变红色。 （2）实验方案 A 直接喷稀醋酸，小花变红，说明酸性物质能使石蕊变红，与实验方案 D 对比，可确定CO2与水反应生成了具有酸性的物质； 二氧化碳与水反应生成碳酸，文字表达式为二氧化碳 + 水 → 碳酸。 （3）二氧化碳能溶于水并于水反应，向盛满二氧化碳的软塑料瓶里加水振荡，瓶内二氧化碳减少，压强减小，在外界大气压作用下，软塑料瓶变瘪； 二氧化碳能溶于水并与水反应，可利用这一性质生产碳酸饮料；灭火利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大的性质；光合作用和气体肥料利用二氧化碳是植物光合作用原料的性质，故选B。 14．为探究二氧化碳的性质，某化学兴趣小组进行如图实践活动。 （1）图1实验中观察到低处蜡烛先熄灭，高处蜡烛后熄灭，可知CO2具有的物理性质是 。 （2）兴趣小组将一瓶二氧化碳气体放入一个盛有澄清石灰水的烧杯中，如图2所示，实验中观察到澄清石灰水变浑浊，反应的文字表达式为 。 （3）用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水，并不断振荡，装置如图3。同时用气体压强传感器采集数据，如图4，图中曲线EF段气体压强迅速上升的原因是 ，曲线FG段气体压强逐渐减小的原因是 。取G点对应的液体，滴加几滴紫色石蕊溶液，振荡，观察到的现象是 。 【拓展实验】为探究CO2在水和食盐水中的溶解情况，相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2（如图5），待收集100mLCO2后，移出导管，每隔一段时间观察并记录量筒内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CO2的体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 （4）将100mL量筒装满100mL水或食盐水的操作是 。 （5）由表数据分析： 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”）。 【答案】（1）密度比空气大 （2） （3）注射器中的水进入集气瓶中，使气体的体积缩小，压强增大 二氧化碳溶于水、能与水反应，气体体积减少，使瓶内压强减少 紫色石蕊溶液变红 （4）用倾倒法将水或食盐水缓缓倒入量筒，接近所需刻度时停止倾倒，改用胶头滴管逐滴滴加到刻度线 （5） 二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度 水 【解析】（1）图1实验中观察到低处蜡烛先熄灭，高处蜡烛后熄灭，说明二氧化碳先下沉，即二氧化碳的密度比空气大，故填：密度比空气大； （2）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，导致烧杯中的澄清石灰水变浑浊，反应的文字表达式为；故填：； （3）如图4，图中曲线EF段气体压强迅速上升的原因是注射器中的水进入集气瓶中，使气体的体积缩小，压强增大；曲线FG段气体压强逐渐减小，是因为二氧化碳溶于水、能与水反应，气体体积减少，使瓶内压强减少；二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，故填：注射器中的水进入集气瓶中，使气体的体积缩小，压强增大；二氧化碳溶于水、能与水反应，气体体积减少，使瓶内压强减少；紫色石蕊溶液变红； （4）将100mL量筒装满100mL水或食盐水的操作是用倾倒法将水或食盐水缓缓倒入量筒，接近所需刻度时停止倾倒，改用胶头滴管逐滴滴加到刻度线，故填：用倾倒法将水或食盐水缓缓倒入量筒，接近所需刻度时停止倾倒，改用胶头滴管逐滴滴加到刻度线； （5）①由表格数据可知，48h二氧化碳溶于水的体积为41mL，说明二氧化碳溶于水的速度较慢，所以能用排水法收集CO2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，故填：二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度； ②由表格数据可知，48h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，故填：水。 15．张老师在周末布置了“自制汽水”的特色作业，小花同学利用干冰自制了一瓶无色碳酸饮料。在张老师的引导下，小花同学对影响溶解能力的因素产生了浓厚的兴趣，并进入实验室开展了如下实验探究。 （1）如图所示，向一个收集满气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，迅速拧紧瓶盖，振荡。观察到 ，说明二氧化碳能溶于水。 【探究一】探究温度和压强对溶解能力的影响 实验一：标准大气压下，向试管中分别加入自制的无色碳酸饮料100 mL，大烧杯中加入不同温度的水，小烧杯中加入适量澄清石灰水。 实验装置 实验序号 大烧杯中水的温度 试管中产生气泡的速率 澄清石灰水的现象 实验① 0℃ 缓慢 不浑浊 实验② 20℃ 适中 不浑浊 实验③ 90℃ 很快 变浑浊 （2）由实验一得到的结论是：相同条件下，温度升高，二氧化碳的溶解能力 （填“变大”“变小”或“不变”），因此小花同学建议：制好碳酸饮料后，应低温保存。 实验二：室温下，向试管中分别加入100 mL自制的无色碳酸饮料（注射器体积为100 mL）。 实验装置 实验序号 注射器活塞的位置 试管中产生气泡的速率 实验④ 不拉动活塞 适中 实验⑤ 向上拉活塞到25 mL 变快 实验⑥ 向上拉活塞到50 mL 变得更快 （3）由实验二可以得出的结论是： 。 【探究二】探究在不同物质中的溶解性 实验三：室温下，烧瓶中收集250 mL的气体，通过注射器分别加入50 mL不同液体，通过压强传感器测定瓶中压强变化（实验前烧瓶内压强为104.20 kPa，实验过程中保持温度恒定）。 实验装置 实验序号 烧瓶中气体 注射器中物质 实验后瓶内压强 实验⑦ 空气 水 130.25 kPa 实验⑧ 水 104.98 kPa 实验⑨ 盐酸 106.67 kPa 实验⑩ 小苏打的水溶液 103.40 kPa （4）实验后烧瓶内的压强，实验⑧小于实验⑦的原因是： 。 （5）从上述实验中可知，室温下，1体积水约能溶解1体积的依据是 。 （6）根据实验⑧⑨⑩分析可知，在其他条件相同时，在 中溶解性最弱。 【答案】（1）软塑料瓶变瘪 （2）变小 （3）相同条件下，压强越小，二氧化碳的溶解能力越弱 （4）二氧化碳能溶于水，使瓶内气体减少，压强减小，而空气的主要成分不易溶于水，所以实验⑧压强小于实验⑦ （5）实验前烧瓶内压强为104.20kPa，加入50mL水后，实验⑧中瓶内压强基本不变（或接近实验前压强），说明250mL二氧化碳在50mL水中溶解后，气体体积基本无变化，即 1 体积水约能溶解 1 体积二氧化碳 （6）盐酸 【解析】（1）二氧化碳能溶于水，瓶内气体减少，压强减小，在外界大气压作用下，软塑料瓶变瘪。 （2）从实验一可知，温度升高，试管中产生气泡速率加快，说明二氧化碳逸出增多，即相同条件下，温度升高，二氧化碳溶解能力变小。 （3）实验二中，向上拉活塞，注射器内体积增大，试管内压强减小，产生气泡速率变快，说明二氧化碳逸出增多，且压强减小幅度越大，产生气泡速率越快，说明压强越小，二氧化碳溶解能力越弱。 （4）实验⑧中二氧化碳能溶于水，导致瓶内气体减少，压强降低；空气主要成分是氮气和氧气，二者都不易溶于水，实验⑦中空气在水中溶解量少，压强变化小，所以实验⑧压强小于实验⑦ 。 （5）实验前烧瓶内压强为104.20kPa，加入50mL水后，实验⑧中瓶内压强基本不变（或接近实验前压强），说明250mL二氧化碳在50mL水中溶解后，气体体积基本无变化，即 1 体积水约能溶解 1 体积二氧化碳。 （6）对比实验⑧⑨⑩，实验⑨中二氧化碳在盐酸中的压强最大，说明二氧化碳在盐酸中溶解量最少，即CO2​在盐酸中溶解性最弱。 16．某兴趣小组以CO2为主题进行项目式学习，请你一起参与。 【初步认识CO2】 （1）下列二氧化碳的用途中，只利用其物理性质的是______。（填字母序号） A．二氧化碳用作灭火剂 B．干冰用于人工降雨 C．二氧化碳用作气体肥料 D．二氧化碳用于生产汽水等碳酸饮料 （2）小组用如图装置来进行二氧化碳产生温室效应的模拟研究，在左侧集气瓶中盛放二氧化碳，右侧集气瓶中盛放空气。实验时，若能观察到食用油液面的变化情况： ，证明二氧化碳是产生温室效应的气体。 【探究CO2的性质】 小组同学利用如图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。 步骤1：某同学检验了图1装置的气密性，得到如右侧图像，说明装置气密性良好。 步骤2：两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水，连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞1，一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图所示。 （3）步骤1中该同学进行气密性检查的操作是：打开活塞1和活塞2， （填“推”或“拉”）注射器活塞一段距离后停止。（手未放开） （4）AB段压强上升的原因是 ；写出曲线Ⅱ发生反应的文字表达式 ； （5）如图是注入澄清石灰水后最终瓶中气体的微观示意图(忽略水的挥发，两活塞关闭状态），则下列符合注入水后瓶中情况的是_______。 A． B． C． D． 【拓展探究】 验证人体呼吸作用产生二氧化碳 同学们又进行如图3所示实验，把氧气浓度、二氧化碳浓度和湿度传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中，打开仪器开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据如图4所示，纵坐标为某一气体体积分数（%），横坐标为时间（s）。 （6）实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为 。 （7）能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是 。 【答案】（1）B （2）a端液面高度低于b端液面高度 （3）拉 （4）将注射器里的液体全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的气体被压缩，压强迅速增大（合理即可） （5）C （6）氮气/N2 （7）X 【解析】（1）A、二氧化碳用于灭火是利用二氧化碳的密度比空气大的物理性质，以及利用了它不支持燃烧的化学性质，故错误； B、干冰是固态二氧化碳，干冰在汽化时要吸收周围环境中的热量，使周围环境的温度降低，空气中的水蒸气凝结成小水滴，形成云雾，是利用它的物理性质，故正确； C、二氧化碳用作气体肥料，是因为二氧化碳参加绿色植物的光合作用，转变成葡萄糖和水，有新物质生成，是化学变化，属于化学性质，故错误； D、二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，是通过化学变化表现出来的性质，属于化学性质，故错误； 故选B； （2）小组同学用图中装置进行二氧化碳产生温室效应的模拟研究，在左侧集气瓶中盛放二氧化碳，右侧集气瓶中盛放空气。实验时，若能观察到食用油液面左侧下降，右侧上升，证明二氧化碳是产生温室效应的气体。因为二氧化碳是温室气体，在光照等条件下，二氧化碳吸收热量导致瓶内温度升高，气体膨胀，压强增大，所以会使左侧集气瓶内压强大于右侧，从而使食用油液面出现左侧下降，右侧上升的现象； （3）由步骤1图可知，压强先变小，说明该同学进行气密性检查的操作是打开活塞1和2，拉注射器活塞一段距离后停止； （4）实验中迅速将注射器里的液体全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的气体被压缩，压强迅速增大，即AB段压强上升； 由于二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以二氧化碳在水中溶解的气体体积比在澄清石灰水少，故注入澄清石灰水的烧杯中气体减少多，压强减小幅度大，因此曲线Ⅱ是表示注入澄清石灰水的瓶内压强变化曲线；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的文字表达式为； （5）由于二氧化碳在水中溶解的气体体积比氢氧化钙少，则向瓶中注入的是水后，瓶中二氧化碳的气体分子应比注入澄清石灰水后多，即二氧化碳的气体分子大于3个，故选C； （6）呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，由于呼出的气体中氧气的体积分数要减小，所以表示O2体积分数变化的曲线是Z，人体呼吸作用产生二氧化碳，所以二氧化碳的体积分数是呈增大趋势，即能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是X，空气中本身含有少量的水蒸气，经过呼吸作用后，呼出气体中水蒸气的体积分数也是不断增大的，即曲线Y表示水蒸气的体积分数，该实验测定了二氧化碳、氧气和水蒸气的体积分数，故实验中没有进行数据采集的其余气体的主要成分为氮气； （7）人体呼吸作用产生二氧化碳，所以二氧化碳的体积分数是呈增大趋势，即能说明人体呼吸作用产生二氧化碳的曲线是X。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $