【快人一步】浙教版2022-2023学年寒假八（下）科学讲义（二十）：二氧化碳的性质【wrod，含答案】

一、自然界中的二氧化碳
1.二氧化碳气体是由大量CO2分子构成的，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。
2.CO2对人体健康的影响
CO2本身没有毒性，但CO2不能供给呼吸，在空气中的含量约占0.04%，当空气中CO2含量超过正常含量时才会对人体产生危害。
二、二氧化碳的性质
（一）物理性质
在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化碳在一定条件下有固、液、气三态变化。固体二氧化碳叫干冰，干冰易升华，常压下，在-78 C以上可直接升华为气态二氧化碳，同时吸收大量的热。
（二）化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
(2)二氧化碳与水反应生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊试液变红)
碳酸不稳定，受热易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸钙)是难溶于水的白色固体，这一反应常用来检验二氧化碳]
例1、把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2中，石蕊试纸不变色。将CO2通入滴有石蕊指示剂的水中，溶液变红色，将该溶液敞口加热一段时间，发现溶液的红色褪去，冷却到原温度后，再次通入CO2，溶液又变红色。上述实验现象不能说明的是(　　)
A．CO2能和水发生化学反应
B．CO2的水溶液具有酸性
C．加热能使二氧化碳水溶液的酸性减弱
D．CO2具有酸性
例2、如图所示，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中，一段时间后，下列有关实验现象的描述正确的是(　　)
①试管内液面上升 ②试管内溶液变红 ③试管内液面不上升
④试管内溶液变蓝 ⑤试管内溶液不变色
A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤
例3、已知珍珠的主要成分是碳酸钙。某科学学习小组为了测定某珍珠样品中碳酸钙的含量，用足量10%的盐酸溶液加入到15克珍珠样品中（杂质不溶于水且不与酸反应，不考虑稀盐酸的挥发）。实验装置如图甲，有关数据记录如图乙。请回答：
（1）B装置会出现的现象是　 　；
（2）从图乙信息可知，该珍珠样品中碳酸钙的质量是　 　克；
（3）求参加反应的盐酸溶液质量。
1.媒体报道，我国科学家首次在自然界发现超临界二氧化碳。超临界二氧化碳既有气态二氧化碳的性质，又有液态二氧化碳的性质。下列有关超临界二氧化碳的说法正确的是（　　）
A．属于氧化物 B．有一定毒性 C．具有可燃性 D．有很强的腐蚀性
2．如图所示，在甲、乙两个等体积的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(　　)
A．甲瓶没有任何变化，乙瓶紫色石蕊试液变红
B．甲、乙两瓶紫色石蕊试液均变红，甲、乙两瓶均变瘪
C．甲、乙两瓶紫色石蕊试液均变红，甲瓶变瘪，乙瓶外形不变
D．甲瓶变瘪，瓶内试液不变红；乙瓶不变瘪，瓶内试液变红
3.如图，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。下列说法正确的是（　　）
A．将观察到高的蜡烛先熄灭
B．只打开止水夹，不移开玻璃片，会看不到实验现象
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 1 支蜡烛，不能得出同样的实验结论
4.如图所示，某同学为验证空气中含有少量二氧化碳，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水，发现石灰水没有变化。据此，你认为该同学应该（ ）
A.继续用大针筒向澄清石灰水压入空气 B.撤去大针筒，用嘴向澄清石灰水吹气
C.得出空气中没有二氧化碳的结论 D.得出空气中含有少量二氧化碳的结论
5.科学兴趣小组的同学们对蛋壳成分开展了有关探究。同学们的实验过程如下：
①将一定量的蛋壳放人容器中；②往其中加入适量的稀盐酸，观察到有较多的气泡产生；③……；④得出结论：蛋壳的主要成分是碳酸盐（如:碳酸钙）。
（1）请补全第③步的实验内容与现象 　 　
（2）为了测定蛋壳中碳酸钙的质量分数，同学们用蛋壳与足量的稀盐酸充分反应，得到有关数据如下表：(CO2的密度为2克／升)
蛋壳的质量／克 加入稀盐酸质量／克 收集到CO2气体体积/升
7.5 100 1.1
假设二氧化碳全部是由蛋壳中的碳酸钙与盐酸反应产生，小明计算这些蛋壳中碳酸钙的质量分数的过程如下：
解：设该蛋壳中碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ 2CO2↑
100 28
x 1.1升
100：28=x：1.1升
x=3.93，
蛋壳中碳酸钙的质量分数 =0.524
小明的计算过程中存在明显错误，请你通过列式进行计算（保留1位小数）。
1.如图所示实验中，①④为用紫色石蕊试液润湿的棉球，②③为用紫色石蕊试液染成紫色的干燥棉球。下列能说明二氧化碳密度大于空气密度且能与水反应的现象是(　　)
A．①变红，③不变红 B．④变红，③不变红
C．①④变红，②③不变红 D．④比①先变红，②③不变红
2.教材中写着“二氧化碳通入水时，紫色石蕊试液变成红色”。小宁为了研究是什么使紫色石蕊试液变红色，取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，分别按下图进行实验。
请根据图示进行思考并回答下表中的问题：
　 （Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ） （Ⅳ）
现象 紫色纸花变红色 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通过实验（Ⅰ）、（Ⅳ），可验证酸的一条化学性质是　 　。③实验（Ⅳ）结束后，将纸花用酒精灯小心加热烘烤后发现纸花又变成紫色，说明碳酸　 　，并写出文字表达式　 　。
3．为研究影响化学反应快慢的因素，小明选取成分相同的大理石碎屑、块状大理石两种样品各 6 克，分别与足量的、溶质质量分数相同的稀盐酸反应（样品中杂质不与稀盐酸反应），实验装置如图。每 2 分钟读取一次电子天平的示数，据此计算生成的二氧化碳的质量，并记录前 18 分钟数据如下。
时间/分 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
大理石碎屑生成CO2 质量/克 0 1.45 1.75 1.98 2.18 2.30 2.36 2.40 2.40 2.40
块状大理石生成CO2 质量/克 0 0.45 0.80 1.10 1.36 1.60 1.81 1.98 2.11 2.20
（1）实验过程中，通过观察如图装置中的哪一现象可判断反应结束？　 　。
（2）结合表格分析，块状大理石与稀盐酸反应最多能生成　 　克二氧化碳？
（3）当反应进行到18 分钟时，块状大理石中有多少克碳酸钙与稀盐酸发生了反应？（写出计算过程）
答案及解析
例1、D
【解析】紫色的石蕊试液遇到酸性溶液呈红色，遇到碱性溶液呈蓝色，遇到中性溶液不变色，据此分析判断。
【解答】把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2中，石蕊试纸不变色，这说明二氧化碳本身没有酸性，故D错误符合题意；
将CO2通入滴有石蕊指示剂水中，溶液变红色，说明二氧化碳和水反应生成了碳酸，故A、B正确不合题意；
加热一段时间后，溶液的红色褪去，说明溶液的酸性减小，故C正确不合题意。
例2、A
【解析】根据二氧化碳和水的反应，以及酸碱指示剂的特点分析判断。
【解答】试管内的二氧化碳溶于水后，与水反应生成碳酸，因此紫色石蕊试液变成红色。试管内气压减小，在外界大气压强的作用下，外面的水进入试管，则试管内液面上升，故①②正确。
例3、（1）澄清石灰水变浑浊
（2）10
（3）设参加反应的HCl的质量为x
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 73
10克 x
100:10克=73:x
解得x=7.3克
m稀盐酸= =73克
【解析】（1）珍珠中的碳酸钙与稀盐酸反应，生成二氧化碳气体。二氧化碳被澄清的石灰水吸收，生成白色的碳酸钙沉淀，因此石灰水会变浑浊。
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后固体质量的变化量就是其中碳酸钙的质量；
（3）写出碳酸钙与稀盐酸反应的方程式，根据碳酸钙的质量计算出参加反应的HCl的质量，最后根据计算消耗的稀盐酸的质量。
【解答】（1）B装置会出现的现象是：澄清石灰水变浑浊；
（2）从图乙信息可知，该珍珠样品中碳酸钙的质量是：15g-5g=10g；
（3）设参加反应的HCl的质量为x
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 73
10g x
100：10g=73：x
解得：x=7.3g；
。
1.A
【解析】（1）只由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物叫氧化物；
（2）（3）（4）根据二氧化碳的化学性质分析.
【解答】根据化学式CO2可知，二氧化碳由两种元素组成，且其中一种是氧元素，因此是氧化物，故A正确；
二氧化碳没有毒性，不能燃烧，更没有腐蚀性，故B、C、D错误。
2．C
【解析】根据酸碱指示剂的性质和有关气压的知识分析判断。
【解答】甲中通入的二氧化碳会缓慢溶于水形成碳酸，从而使石蕊试液变红；乙中的二氧化碳直接通入水，直接与水形成碳酸，从而使石蕊试液变红。但是甲中的二氧化碳被吸收后，瓶内气体体积缩小，因此瓶子会变瘪；乙中二氧化碳的溶解对气压没有影响，瓶子外形不变。故C正确，而A、B、D错误。
3.B
【解析】A.由于二氧化碳的密度大于空气，因此二氧化碳会先沉积在烧杯底部，然后慢慢上升，则低处的蜡烛先熄灭，故A错误；
B.如果不打开玻璃片，那么集气瓶内气压小于外面的大气压强，二氧化碳不会从导管内流出，不能看到实验现象，故B正确；
C.蜡烛熄灭，是因为蜡烛周围缺少氧气，故C错误；
D.集气瓶中的二氧化碳能够向下流动到烧杯内，使烧杯内的蜡烛熄灭，就足以说明二氧化碳的密度大于空气，且不支持燃烧，故D错误。
4.A
【解析】二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊，原因是二氧化碳和其中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水，发现石灰水没有变化，可能是因为二氧化碳的质量太小，生成的碳酸钙的质量太少，因此只有继续用大针筒向澄清的石灰水压入空气，直至出现白色沉淀，这才能说明空气中含有少量的二氧化碳，故A正确，C、D错误；
不能用嘴向澄清的石灰水吹气，因为人呼出的气体包含二氧化碳气体，即使出现白色沉淀也不能说明空气中含有二氧化碳气体，故B错误。
5.（1）将生成的气体通入澄清的石灰水，发现变浑浊
（2）反应生成二氧化碳的质量m=ρV=2g/L×1.1L=2.2g；
设该蛋壳中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100：44=x：2.2g；
解得：x=5g；
蛋壳中碳酸钙的质量分数：。
【解析】（1）二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊，通常用这个方法检验二氧化碳气体的存在；
（2）通过化学方程式能够得到的数量关系是反应物和生成物之间的质量关系，而不是体积关系，应该根据公式m=ρV计算出二氧化碳的质量，再利用方程式计算出参加反应的碳酸钙的质量，最后计算碳酸钙在蛋壳中的质量分数。同时还要注意化学方程式是否配平，据此判断并解答即可。
【解答】（1）第③步的实验内容与现象是：将生成的气体通入澄清的石灰水，发现变浑浊；
（2）反应生成二氧化碳的质量m=ρV=2g/L×1.1L=2.2g；
设该蛋壳中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 2.2g
100：44=x：2.2g；
解得：x=5g；
蛋壳中碳酸钙的质量分数：。
1.D
【解析】根据二氧化碳的性质和酸碱指示剂的特点分析判断。
【解答】当二氧化碳进入玻璃管后，由于它的密度大于空气，因此二氧化碳先下沉，沉积到底后再缓慢上升，则二氧化碳先到底③④，后到达②①。由于③和②都是干燥的，二氧化碳无法形成碳酸，因此它们都不变色。而④和①都是潮湿的，会和二氧化碳生成碳酸，从而使棉球变成红色，但是④比①先变红。
故D正确，而A、B、C错误。
2.紫色纸花变红色；二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红；水和二氧化碳反应生成的碳酸才能使紫色石蕊试液变红色；酸能使紫色石蕊溶液变红色；受热易分解；碳酸→水+二氧化碳
【解析】（1）显酸性的溶液能使石蕊试液变红色，二氧化碳和水反应能生成碳酸。
（2）碳酸的热稳定性差，受热容易分解生成水和二氧化碳。
【解答】在紫色纸花上喷水，再将它放入二氧化碳瓶中，二氧化碳和其中的水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色，石蕊溶液由紫色变成红色，（Ⅳ）的现象为紫色纸花变红色，因此①实验（Ⅲ）验证了二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红色。实验（Ⅳ）验证了水和二氧化碳反应生成的碳酸才能使紫色石蕊试液变红色。②通过实验（ I ）、（Ⅳ），可验证酸的一条化学性质是水和二氧化碳反应生成的碳酸才能使紫色石蕊试液变红色。③实验（Ⅳ）结束后，将纸花用酒精灯小心加热烘烤后发现纸花又变成紫色，说明碳酸受热易分解，文字表达式为：碳酸→水+二氧化碳 。
3．（1）容器内不再产生气泡（或电子天平示数不再改变）
（2）2.40
（3）解：设块状大理石中有x克碳酸钙与稀盐酸发生了反应
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】碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，所以容器内不再产生气泡，说明已经反应完。
【解答】（1） 实验过程中，容器内不再产生气泡（或电子天平示数不再改变）说明反应结束；
（2）大理石碎屑完全反应生成的二氧化碳质量是2.40克，而块状大理石与其质量、成分都相同，所以完全反应生成的二氧化碳质量也是2.40克；
（3）解：设块状大理石中有x克碳酸钙与稀盐酸发生了反应
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）科学讲义（二十）
二氧化碳的性质