資源簡介

一、自然界中的CO2
1、二氧化碳的構成
二氧化碳氣體是由大量二氧化碳分子構成的，每個二氧化碳分子是由一個碳原子和兩個氧原子構成。
2、CO2對人體健康的影響
空氣中CO2的體積分數 對人體的影響
1% 感到氣悶、頭暈、心悸
4%~5% 感到氣悶、頭痛、眩暈
10%以上 使人神志不清、呼吸停止，以致死亡
說明：CO2本身沒有毒性，但CO2不供給呼吸，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。
3、二氧化碳的物理性質
二氧化碳在常溫常壓下為無色無味氣體，溶于水和烴類等多數有機溶劑。密度比空氣大，1體積水約溶1體積二氧化碳，易凝華為固體，但不易液化。
4、二氧化碳的化學性質
(1)二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸。
（2）和水反應
二氧化碳可以溶于水并和水反應生成碳酸，而不穩定的碳酸受熱容易分解成水和二氧化碳
CO2+H2O==H2CO3
H2CO3==H2O+CO2↑
(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]
2、二氧化碳性質的研究實驗
1、二氧化碳物理性質
2、二氧化碳化學性質
3、二氧化碳的應用
（1）作氣體肥料，提高光合作用的強度和效率
（2）是一種工業和食品原理，制純堿等
（3）由于它既不能燃燒也不能支持燃燒，可用來滅火
（4）固態二氧化碳，干冰用來人工降雨
例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
例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　 　。
例3、課外小組同學利用如圖所示裝置制取二氧化碳，并對其性質進行研究．
友情提示：使用分液漏斗時，可通過開啟、關閉活塞控制液體的流入，同時防止裝置漏氣；濃硫酸能干燥氣體，不與二氧化碳反應；二氧化碳與氫氧化鈉反應無現象，原理與二氧化碳和氫氧化鈣反應類似。
（1）若打開止水夾 K1，關閉止水夾 K2，從長頸漏斗向裝置 C 中加入足量的稀鹽酸，A中的現象是　 　，可證明CO2 能與水反應，反應方程式　 　，B中應盛放的試劑是　 　。
（2）若打開止水夾 K2、K4，關閉 K1、K3，從長頸漏斗向裝置 C 中加入足量的稀鹽酸，當觀察到　 　現象時，證明 E 中 CO2 已集滿。關閉止水夾 K2、K4，打開 K3，從分液漏斗向 E 中加入適量的氫氧化鈉溶液。該實驗中，能證明 CO2 與 NaOH 確實發生了化學反應的現象是　 　，CO2 與 NaOH 反應的化學方程式為：　 　。
1.下列裝置或操作能達到實驗的的是（　　）
A． B．
C． D．
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.某興趣小組利用如圖裝置對二氧化碳的性質進行探究，下列說法錯誤的是(　　)
A．B處現象說明二氧化碳能使紫色石蕊變紅
B．C出溶液變渾濁，是因為生成了不溶于水的碳酸鈣
C．D處的實驗現象是下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅
D．D處現象說明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空氣大
5．人類發現二氧化碳經歷了多個世紀，下列是其過程中的部分資料。
資料一：1630年，海爾蒙特發現在一些洞穴處，有一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是CO2。
資料二：1754年，布萊克將石灰石鍛燒首次制得CO2，并完成了如下所示的物質轉化研究。
資料三：1766年，卡文迪許通過實驗測得，室溫下1體積水大約能溶解1體積二氧化碳氣體。
（1）寫出布萊克實驗中反應③的化學方程式：　 　。
（2）如圖，在室溫下將容積為200毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管緩慢通入250毫升CO2。如果卡文迪許的結論是正確的，則在量筒中收集到的水約為　 　毫升。
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.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
3．向石蕊溶液中通入二氧化碳氣體，再進行加熱，溶液顏色變化順序正確的是（　　）
A．紅色－紫色－紅色 B．紫色－紅色－紫色
C．紅色－紫色－藍色 D．紅色－無色－紅色
4．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
5．實驗設計的嚴密性、操作的規范性等都很重要，每一個環節都會影響實驗結果正確性。
（1）兩容器中分別盛有質量均為100克、溫度分別是20℃和30℃的水，各加入5克食鹽，1小時后，食鹽均溶解完。據此某同學得出“食鹽在不同溫度的水中溶解度相等”的結論。但另一位同學認為不能得出該結論，其理由是：該實驗中的溶液未達到　 　，因此無法得出相應結論。
（2）如圖甲所示，將直尺一端拿住，0刻度朝下，讓被測試者將拇指和食指放在直尺0刻度附近，突然松開直尺，被測試者迅速將直尺夾住，記錄被測試者夾住直尺處的刻度值；圖乙和圖丙是A、B兩同學實驗中用拇指和食指夾尺時的情形，他們夾住直尺的刻度分別為7cm和12cm，于是有人得出“A同學的反應比B同學快”的結論。但C同學認為該實驗不規范，因為兩同學夾尺時拇指和食指間的 　 　不同。
（3）在研究“二氧化碳能否被熟石灰（即氫氧化鈣）反應吸收”時，在如丁圖所示的充滿二氧化碳的塑料礦泉水瓶中，加入澄清石灰水、蓋緊瓶蓋后振蕩，發現瓶子會被壓扁。據此現象，甲同學得出了“二氧化碳能與氫氧化鈣反應”的結論，而乙同學則認為還存在一種可能，也可能是二氧化碳能與溶液中的　 　反應的結果。
答案及解析
例1、A
【解析】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。 故選A。
例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 。
例3、（1）一半濕潤的石蕊小花變紅色，另一半不變色；CO2+H2O=H2CO3；濃硫酸
（2）F中澄清石灰水變渾濁；E中有氣泡產生；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
【解析】（1）石灰石與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，通過裝置B中濃硫酸的干燥，然后通入A中。二氧化碳不能使干燥的石蕊小花變色，但是能夠與濕潤石蕊小花中的水反應生成碳酸，從而使其變成紅色，據此描述實驗現象、寫出方程式和推斷B中的試劑。
（2）稀鹽酸與石灰石反應生成二氧化碳氣體，進入集氣瓶E后被收集，其中的空氣被排出去。當裝置E中的二氧化碳收集滿后，二氧化碳會進入F，從而使澄清的石灰水變渾濁。
E中的二氧化碳與氫氧化鈉反應，生成碳酸鈉和水，從而使E內氣壓減小，D中的稀鹽酸被吸入E中，與碳酸鈉反應，生成二氧化碳氣體，于是會看到E中有氣泡產生，據此描述現象，寫出方程式。
【解答】（1）若打開止水夾 K1，關閉止水夾 K2，從長頸漏斗向裝置 C 中加入足量的稀鹽酸，A 中的現象是：一半濕潤的石蕊小花變紅色，另一半不變色，可證明 CO2 能與水反應。
二氧化碳與水反應生成碳酸，反應方程式為：CO2+H2O=H2CO3。B 中應盛放的試劑是濃硫酸。
（2）若打開止水夾 K2、K4，關閉 K1、K3，從長頸漏斗向裝置 C 中加入足量的稀鹽酸，當觀察到F中澄清石灰水變渾濁現象時，證明 E 中 CO2 已集滿。
關閉止水夾 K2、K4，打開 K3，從分液漏斗向 E 中加入適量的氫氧化鈉溶液。該實驗中，能證明 CO2 與 NaOH 確實發生了化學反應的現象是：E中有氣泡產生。CO2 與 NaOH 反應，生成碳酸鈉和水，反應化學方程式為：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
1.A
【解析】A.將集氣瓶中的二氧化碳倒入燒杯中時，下面的蠟燭先熄滅，說明二氧化碳的密度大于空氣，故A正確；
B.讀取量筒中液體的體積時，視線應該與凹形液面的最低處相平，故B錯誤；
C.木炭燃燒生成二氧化碳氣體，當反應結束時，集氣瓶內氣壓幾乎不變，燒杯內的水幾乎不流進集氣瓶，無法完成氧氣體積的測量，故C錯誤；
D.收集二氧化碳氣體時，應該使用雙孔膠塞，讓二氧化碳從長導管進入集氣瓶，讓空氣從短導管流出，故D錯誤。 故選A。
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】A、B處說明二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸使石蕊變紅，符合題意；
B、 C出溶液變渾濁，是因為二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了不溶于水的碳酸鈣 ，不符合題意；
C、因二氧化碳密度比空氣大且不支持燃燒， D處的實驗現象是下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅 ，不符合題意；
D、 D處現象說明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空氣大 ，不符合題意；故答案為：A。
5．（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（2）50
【解析】（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應，即布萊克實驗中反應③，化學方程式為： CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）卡文迪許通過實驗測得室溫下1體積水大約能溶解1體積CO2，故在室溫下將容積為200毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管a緩慢通入250毫升CO2，如果卡文迪許的結論是正確的，則在量筒中收集到的水約50毫升。
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.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。
3．B
【解析】根據二氧化碳的性質與石蕊試液的變色情況分析。
【解答】 向石蕊溶液中通入二氧化碳氣體，二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸使紫色石蕊試液變紅，碳酸不穩定，再進行加熱時，又分解為二氧化碳和水，所以石蕊試液又變成紫色；
4．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。
5．（1）飽和（2）距離（3）水
【解析】（1）兩容器中分別盛有質量均為100克、溫度分別是20℃和30℃的水，各加入5克食鹽，1小時后，食鹽均溶解完。據此某同學得出“食鹽在不同溫度的水中溶解度相等”的結論。但另一位同學認為不能得出該結論，其理由是：該實驗中的溶液未達到飽和，因此無法得出相應結論；
（2）如圖甲所示，將直尺一端拿住，0刻度朝下，讓被測試者將拇指和食指放在直尺0刻度附近，突然松開直尺，被測試者迅速將直尺夾住，記錄被測試者夾住直尺處的刻度值；圖乙和圖丙是A、B兩同學實驗中用拇指和食指夾尺時的情形，他們夾住直尺的刻度分別為7cm和12cm，于是有人得出“A同學的反應比B同學快”的結論。但C同學認為該實驗不規范，因為兩同學夾尺時拇指和食指間的距離不同。
（3）在研究“二氧化碳能否被熟石灰（即氫氧化鈣）反應吸收”時，在如丁圖所示的充滿二氧化碳的塑料礦泉水瓶中，加入澄清石灰水、蓋緊瓶蓋后振蕩，發現瓶子會被壓扁。據此現象，甲同學得出了“二氧化碳能與氫氧化鈣反應”的結論，而乙同學則認為還存在一種可能，也可能是二氧化碳能與溶液中的水反應的結果。
浙教版科學八年級（下冊）“沖刺重高”講義（二十）
二氧化碳（1）

展開更多......

收起↑