資源簡介

一、自然界中的二氧化碳
1.二氧化碳氣體是由大量CO2分子構成的，每個二氧化碳分子由1個碳原子和2個氧原子構成。
2.CO2對人體健康的影響
CO2本身沒有毒性，但CO2不能供給呼吸，在空氣中的含量約占0.04%，當空氣中CO2含量超過正常含量時才會對人體產生危害。
二、二氧化碳的性質
（一）物理性質
在通常狀態下，二氧化碳是一種無色、無味的氣體，能溶于水，密度比空氣大。二氧化碳在一定條件下有固、液、氣三態變化。固體二氧化碳叫干冰，干冰易升華，常壓下，在-78 C以上可直接升華為氣態二氧化碳，同時吸收大量的熱。
（二）化學性質
(1)二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸。
(2)二氧化碳與水反應生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊試液變紅)
碳酸不穩定，受熱易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁:
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸鈣)是難溶于水的白色固體，這一反應常用來檢驗二氧化碳]
例1、把干燥的藍色石蕊試紙放在CO2中，石蕊試紙不變色。將CO2通入滴有石蕊指示劑的水中，溶液變紅色，將該溶液敞口加熱一段時間，發現溶液的紅色褪去，冷卻到原溫度后，再次通入CO2，溶液又變紅色。上述實驗現象不能說明的是(　　)
A．CO2能和水發生化學反應
B．CO2的水溶液具有酸性
C．加熱能使二氧化碳水溶液的酸性減弱
D．CO2具有酸性
例2、如圖所示，將充滿CO2的試管倒扣在滴有紫色石蕊試液的蒸餾水中，一段時間后，下列有關實驗現象的描述正確的是(　　)
①試管內液面上升 ②試管內溶液變紅 ③試管內液面不上升
④試管內溶液變藍 ⑤試管內溶液不變色
A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤
例3、已知珍珠的主要成分是碳酸鈣。某科學學習小組為了測定某珍珠樣品中碳酸鈣的含量，用足量10%的鹽酸溶液加入到15克珍珠樣品中（雜質不溶于水且不與酸反應，不考慮稀鹽酸的揮發）。實驗裝置如圖甲，有關數據記錄如圖乙。請回答：
（1）B裝置會出現的現象是　 　；
（2）從圖乙信息可知，該珍珠樣品中碳酸鈣的質量是　 　克；
（3）求參加反應的鹽酸溶液質量。
1.媒體報道，我國科學家首次在自然界發現超臨界二氧化碳。超臨界二氧化碳既有氣態二氧化碳的性質，又有液態二氧化碳的性質。下列有關超臨界二氧化碳的說法正確的是（　　）
A．屬于氧化物 B．有一定毒性 C．具有可燃性 D．有很強的腐蝕性
2．如圖所示，在甲、乙兩個等體積的塑料瓶中分別盛有等體積的滴有紫色石蕊試液的水，用圖示兩種方法收集滿二氧化碳后，旋緊瓶蓋振蕩，則(　　)
A．甲瓶沒有任何變化，乙瓶紫色石蕊試液變紅
B．甲、乙兩瓶紫色石蕊試液均變紅，甲、乙兩瓶均變癟
C．甲、乙兩瓶紫色石蕊試液均變紅，甲瓶變癟，乙瓶外形不變
D．甲瓶變癟，瓶內試液不變紅；乙瓶不變癟，瓶內試液變紅
3.如圖，集氣瓶中充滿二氧化碳，大燒杯中燃著 2 支高低不等的蠟燭，實驗時打開止水夾，移開玻璃片。下列說法正確的是（　　）
A．將觀察到高的蠟燭先熄滅
B．只打開止水夾，不移開玻璃片，會看不到實驗現象
C．蠟燭會熄滅，是因為二氧化碳降低了蠟燭的著火點
D．去掉燒杯中的 1 支蠟燭，不能得出同樣的實驗結論
4.如圖所示，某同學為驗證空氣中含有少量二氧化碳，將大針筒內的空氣一次性壓入新制的澄清石灰水，發現石灰水沒有變化。據此，你認為該同學應該（ ）
A.繼續用大針筒向澄清石灰水壓入空氣 B.撤去大針筒，用嘴向澄清石灰水吹氣
C.得出空氣中沒有二氧化碳的結論 D.得出空氣中含有少量二氧化碳的結論
5.科學興趣小組的同學們對蛋殼成分開展了有關探究。同學們的實驗過程如下：
①將一定量的蛋殼放人容器中；②往其中加入適量的稀鹽酸，觀察到有較多的氣泡產生；③……；④得出結論：蛋殼的主要成分是碳酸鹽（如:碳酸鈣）。
（1）請補全第③步的實驗內容與現象 　 　
（2）為了測定蛋殼中碳酸鈣的質量分數，同學們用蛋殼與足量的稀鹽酸充分反應，得到有關數據如下表：(CO2的密度為2克／升)
蛋殼的質量／克 加入稀鹽酸質量／克 收集到CO2氣體體積/升
7.5 100 1.1
假設二氧化碳全部是由蛋殼中的碳酸鈣與鹽酸反應產生，小明計算這些蛋殼中碳酸鈣的質量分數的過程如下：
解：設該蛋殼中碳酸鈣的質量為x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ 2CO2↑
100 28
x 1.1升
100：28=x：1.1升
x=3.93，
蛋殼中碳酸鈣的質量分數 =0.524
小明的計算過程中存在明顯錯誤，請你通過列式進行計算（保留1位小數）。
1.如圖所示實驗中，①④為用紫色石蕊試液潤濕的棉球，②③為用紫色石蕊試液染成紫色的干燥棉球。下列能說明二氧化碳密度大于空氣密度且能與水反應的現象是(　　)
A．①變紅，③不變紅 B．④變紅，③不變紅
C．①④變紅，②③不變紅 D．④比①先變紅，②③不變紅
2.教材中寫著“二氧化碳通入水時，紫色石蕊試液變成紅色”。小寧為了研究是什么使紫色石蕊試液變紅色，取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥紙花，分別按下圖進行實驗。
請根據圖示進行思考并回答下表中的問題：
　 （Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ） （Ⅳ）
現象 紫色紙花變紅色 紫色紙花不變色 紫色紙花不變色 　 　
分析 ①實驗（Ⅲ）驗證了　 　。實驗（Ⅳ）驗證了　 　。②通過實驗（Ⅰ）、（Ⅳ），可驗證酸的一條化學性質是　 　。③實驗（Ⅳ）結束后，將紙花用酒精燈小心加熱烘烤后發現紙花又變成紫色，說明碳酸　 　，并寫出文字表達式　 　。
3．為研究影響化學反應快慢的因素，小明選取成分相同的大理石碎屑、塊狀大理石兩種樣品各 6 克，分別與足量的、溶質質量分數相同的稀鹽酸反應（樣品中雜質不與稀鹽酸反應），實驗裝置如圖。每 2 分鐘讀取一次電子天平的示數，據此計算生成的二氧化碳的質量，并記錄前 18 分鐘數據如下。
時間/分 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
大理石碎屑生成CO2 質量/克 0 1.45 1.75 1.98 2.18 2.30 2.36 2.40 2.40 2.40
塊狀大理石生成CO2 質量/克 0 0.45 0.80 1.10 1.36 1.60 1.81 1.98 2.11 2.20
（1）實驗過程中，通過觀察如圖裝置中的哪一現象可判斷反應結束？　 　。
（2）結合表格分析，塊狀大理石與稀鹽酸反應最多能生成　 　克二氧化碳？
（3）當反應進行到18 分鐘時，塊狀大理石中有多少克碳酸鈣與稀鹽酸發生了反應？（寫出計算過程）
答案及解析
例1、D
【解析】紫色的石蕊試液遇到酸性溶液呈紅色，遇到堿性溶液呈藍色，遇到中性溶液不變色，據此分析判斷。
【解答】把干燥的藍色石蕊試紙放在CO2中，石蕊試紙不變色，這說明二氧化碳本身沒有酸性，故D錯誤符合題意；
將CO2通入滴有石蕊指示劑水中，溶液變紅色，說明二氧化碳和水反應生成了碳酸，故A、B正確不合題意；
加熱一段時間后，溶液的紅色褪去，說明溶液的酸性減小，故C正確不合題意。
例2、A
【解析】根據二氧化碳和水的反應，以及酸堿指示劑的特點分析判斷。
【解答】試管內的二氧化碳溶于水后，與水反應生成碳酸，因此紫色石蕊試液變成紅色。試管內氣壓減小，在外界大氣壓強的作用下，外面的水進入試管，則試管內液面上升，故①②正確。
例3、（1）澄清石灰水變渾濁
（2）10
（3）設參加反應的HCl的質量為x
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 73
10克 x
100:10克=73:x
解得x=7.3克
m稀鹽酸= =73克
【解析】（1）珍珠中的碳酸鈣與稀鹽酸反應，生成二氧化碳氣體。二氧化碳被澄清的石灰水吸收，生成白色的碳酸鈣沉淀，因此石灰水會變渾濁。
（2）根據質量守恒定律可知，反應前后固體質量的變化量就是其中碳酸鈣的質量；
（3）寫出碳酸鈣與稀鹽酸反應的方程式，根據碳酸鈣的質量計算出參加反應的HCl的質量，最后根據計算消耗的稀鹽酸的質量。
【解答】（1）B裝置會出現的現象是：澄清石灰水變渾濁；
（2）從圖乙信息可知，該珍珠樣品中碳酸鈣的質量是：15g-5g=10g；
（3）設參加反應的HCl的質量為x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 73
10g x
100：10g=73：x
解得：x=7.3g；
。
1.A
【解析】（1）只由兩種元素組成，且其中一種是氧元素的化合物叫氧化物；
（2）（3）（4）根據二氧化碳的化學性質分析.
【解答】根據化學式CO2可知，二氧化碳由兩種元素組成，且其中一種是氧元素，因此是氧化物，故A正確；
二氧化碳沒有毒性，不能燃燒，更沒有腐蝕性，故B、C、D錯誤。
2．C
【解析】根據酸堿指示劑的性質和有關氣壓的知識分析判斷。
【解答】甲中通入的二氧化碳會緩慢溶于水形成碳酸，從而使石蕊試液變紅；乙中的二氧化碳直接通入水，直接與水形成碳酸，從而使石蕊試液變紅。但是甲中的二氧化碳被吸收后，瓶內氣體體積縮小，因此瓶子會變癟；乙中二氧化碳的溶解對氣壓沒有影響，瓶子外形不變。故C正確，而A、B、D錯誤。
3.B
【解析】A.由于二氧化碳的密度大于空氣，因此二氧化碳會先沉積在燒杯底部，然后慢慢上升，則低處的蠟燭先熄滅，故A錯誤；
B.如果不打開玻璃片，那么集氣瓶內氣壓小于外面的大氣壓強，二氧化碳不會從導管內流出，不能看到實驗現象，故B正確；
C.蠟燭熄滅，是因為蠟燭周圍缺少氧氣，故C錯誤；
D.集氣瓶中的二氧化碳能夠向下流動到燒杯內，使燒杯內的蠟燭熄滅，就足以說明二氧化碳的密度大于空氣，且不支持燃燒，故D錯誤。
4.A
【解析】二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁，原因是二氧化碳和其中的氫氧化鈣反應，生成碳酸鈣沉淀，將大針筒內的空氣一次性壓入新制的澄清石灰水，發現石灰水沒有變化，可能是因為二氧化碳的質量太小，生成的碳酸鈣的質量太少，因此只有繼續用大針筒向澄清的石灰水壓入空氣，直至出現白色沉淀，這才能說明空氣中含有少量的二氧化碳，故A正確，C、D錯誤；
不能用嘴向澄清的石灰水吹氣，因為人呼出的氣體包含二氧化碳氣體，即使出現白色沉淀也不能說明空氣中含有二氧化碳氣體，故B錯誤。
5.（1）將生成的氣體通入澄清的石灰水，發現變渾濁
（2）反應生成二氧化碳的質量m=ρV=2g/L×1.1L=2.2g；
設該蛋殼中碳酸鈣的質量為x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100：44=x：2.2g；
解得：x=5g；
蛋殼中碳酸鈣的質量分數：。
【解析】（1）二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁，通常用這個方法檢驗二氧化碳氣體的存在；
（2）通過化學方程式能夠得到的數量關系是反應物和生成物之間的質量關系，而不是體積關系，應該根據公式m=ρV計算出二氧化碳的質量，再利用方程式計算出參加反應的碳酸鈣的質量，最后計算碳酸鈣在蛋殼中的質量分數。同時還要注意化學方程式是否配平，據此判斷并解答即可。
【解答】（1）第③步的實驗內容與現象是：將生成的氣體通入澄清的石灰水，發現變渾濁；
（2）反應生成二氧化碳的質量m=ρV=2g/L×1.1L=2.2g；
設該蛋殼中碳酸鈣的質量為x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100：44=x：2.2g；
解得：x=5g；
蛋殼中碳酸鈣的質量分數：。
1.D
【解析】根據二氧化碳的性質和酸堿指示劑的特點分析判斷。
【解答】當二氧化碳進入玻璃管后，由于它的密度大于空氣，因此二氧化碳先下沉，沉積到底后再緩慢上升，則二氧化碳先到底③④，后到達②①。由于③和②都是干燥的，二氧化碳無法形成碳酸，因此它們都不變色。而④和①都是潮濕的，會和二氧化碳生成碳酸，從而使棉球變成紅色，但是④比①先變紅。
故D正確，而A、B、C錯誤。
2.紫色紙花變紅色；二氧化碳不能使紫色石蕊試液變紅；水和二氧化碳反應生成的碳酸才能使紫色石蕊試液變紅色；酸能使紫色石蕊溶液變紅色；受熱易分解；碳酸→水+二氧化碳
【解析】（1）顯酸性的溶液能使石蕊試液變紅色，二氧化碳和水反應能生成碳酸。
（2）碳酸的熱穩定性差，受熱容易分解生成水和二氧化碳。
【解答】在紫色紙花上噴水，再將它放入二氧化碳瓶中，二氧化碳和其中的水反應生成碳酸，碳酸能使石蕊試液變紅色，石蕊溶液由紫色變成紅色，（Ⅳ）的現象為紫色紙花變紅色，因此①實驗（Ⅲ）驗證了二氧化碳不能使紫色石蕊試液變紅色。實驗（Ⅳ）驗證了水和二氧化碳反應生成的碳酸才能使紫色石蕊試液變紅色。②通過實驗（ I ）、（Ⅳ），可驗證酸的一條化學性質是水和二氧化碳反應生成的碳酸才能使紫色石蕊試液變紅色。③實驗（Ⅳ）結束后，將紙花用酒精燈小心加熱烘烤后發現紙花又變成紫色，說明碳酸受熱易分解，文字表達式為：碳酸→水+二氧化碳 。
3．（1）容器內不再產生氣泡（或電子天平示數不再改變）
（2）2.40
（3）解：設塊狀大理石中有x克碳酸鈣與稀鹽酸發生了反應
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2 克
比例式：100：44=x: 2.2 克
x=5 克
【解析】碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳，所以容器內不再產生氣泡，說明已經反應完。
【解答】（1） 實驗過程中，容器內不再產生氣泡（或電子天平示數不再改變）說明反應結束；
（2）大理石碎屑完全反應生成的二氧化碳質量是2.40克，而塊狀大理石與其質量、成分都相同，所以完全反應生成的二氧化碳質量也是2.40克；
（3）解：設塊狀大理石中有x克碳酸鈣與稀鹽酸發生了反應
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2 克
比例式：100：44=x: 2.2 克 x=5 克
浙教版寒假“快人一步”八（下）科學講義（二十）
二氧化碳的性質

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