浙教版2022-2023学年第二学期八年级科学“冲刺重高”培优讲义（二十）：二氧化碳（1）【word，含答案及解析】

一、自然界中的CO2
1、二氧化碳的构成
二氧化碳气体是由大量二氧化碳分子构成的，每个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成。
2、CO2对人体健康的影响
空气中CO2的体积分数 对人体的影响
1% 感到气闷、头晕、心悸
4%~5% 感到气闷、头痛、眩晕
10%以上 使人神志不清、呼吸停止，以致死亡
说明：CO2本身没有毒性，但CO2不供给呼吸，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。
3、二氧化碳的物理性质
二氧化碳在常温常压下为无色无味气体，溶于水和烃类等多数有机溶剂。密度比空气大，1体积水约溶1体积二氧化碳，易凝华为固体，但不易液化。
4、二氧化碳的化学性质
(1)二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸。
（2）和水反应
二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸，而不稳定的碳酸受热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]
2、二氧化碳性质的研究实验
1、二氧化碳物理性质
2、二氧化碳化学性质
3、二氧化碳的应用
（1）作气体肥料，提高光合作用的强度和效率
（2）是一种工业和食品原理，制纯碱等
（3）由于它既不能燃烧也不能支持燃烧，可用来灭火
（4）固态二氧化碳，干冰用来人工降雨
例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
例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　 　。
例3、课外小组同学利用如图所示装置制取二氧化碳，并对其性质进行研究．
友情提示：使用分液漏斗时，可通过开启、关闭活塞控制液体的流入，同时防止装置漏气；浓硫酸能干燥气体，不与二氧化碳反应；二氧化碳与氢氧化钠反应无现象，原理与二氧化碳和氢氧化钙反应类似。
（1）若打开止水夹 K1，关闭止水夹 K2，从长颈漏斗向装置 C 中加入足量的稀盐酸，A中的现象是　 　，可证明CO2 能与水反应，反应方程式　 　，B中应盛放的试剂是　 　。
（2）若打开止水夹 K2、K4，关闭 K1、K3，从长颈漏斗向装置 C 中加入足量的稀盐酸，当观察到　 　现象时，证明 E 中 CO2 已集满。关闭止水夹 K2、K4，打开 K3，从分液漏斗向 E 中加入适量的氢氧化钠溶液。该实验中，能证明 CO2 与 NaOH 确实发生了化学反应的现象是　 　，CO2 与 NaOH 反应的化学方程式为：　 　。
1.下列装置或操作能达到实验的的是（　　）
A． B．
C． D．
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.某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究，下列说法错误的是(　　)
A．B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B．C出溶液变浑浊，是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C．D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭
D．D处现象说明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空气大
5．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，并完成了如下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）写出布莱克实验中反应③的化学方程式：　 　。
（2）如图，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250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。
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.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
3．向石蕊溶液中通入二氧化碳气体，再进行加热，溶液颜色变化顺序正确的是（　　）
A．红色－紫色－红色 B．紫色－红色－紫色
C．红色－紫色－蓝色 D．红色－无色－红色
4．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
5．实验设计的严密性、操作的规范性等都很重要，每一个环节都会影响实验结果正确性。
（1）两容器中分别盛有质量均为100克、温度分别是20℃和30℃的水，各加入5克食盐，1小时后，食盐均溶解完。据此某同学得出“食盐在不同温度的水中溶解度相等”的结论。但另一位同学认为不能得出该结论，其理由是：该实验中的溶液未达到　 　，因此无法得出相应结论。
（2）如图甲所示，将直尺一端拿住，0刻度朝下，让被测试者将拇指和食指放在直尺0刻度附近，突然松开直尺，被测试者迅速将直尺夹住，记录被测试者夹住直尺处的刻度值；图乙和图丙是A、B两同学实验中用拇指和食指夹尺时的情形，他们夹住直尺的刻度分别为7cm和12cm，于是有人得出“A同学的反应比B同学快”的结论。但C同学认为该实验不规范，因为两同学夹尺时拇指和食指间的 　 　不同。
（3）在研究“二氧化碳能否被熟石灰（即氢氧化钙）反应吸收”时，在如丁图所示的充满二氧化碳的塑料矿泉水瓶中，加入澄清石灰水、盖紧瓶盖后振荡，发现瓶子会被压扁。据此现象，甲同学得出了“二氧化碳能与氢氧化钙反应”的结论，而乙同学则认为还存在一种可能，也可能是二氧化碳能与溶液中的　 　反应的结果。
答案及解析
例1、A
【解析】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。 故选A。
例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 。
例3、（1）一半湿润的石蕊小花变红色，另一半不变色；CO2+H2O=H2CO3；浓硫酸
（2）F中澄清石灰水变浑浊；E中有气泡产生；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
【解析】（1）石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，通过装置B中浓硫酸的干燥，然后通入A中。二氧化碳不能使干燥的石蕊小花变色，但是能够与湿润石蕊小花中的水反应生成碳酸，从而使其变成红色，据此描述实验现象、写出方程式和推断B中的试剂。
（2）稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳气体，进入集气瓶E后被收集，其中的空气被排出去。当装置E中的二氧化碳收集满后，二氧化碳会进入F，从而使澄清的石灰水变浑浊。
E中的二氧化碳与氢氧化钠反应，生成碳酸钠和水，从而使E内气压减小，D中的稀盐酸被吸入E中，与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体，于是会看到E中有气泡产生，据此描述现象，写出方程式。
【解答】（1）若打开止水夹 K1，关闭止水夹 K2，从长颈漏斗向装置 C 中加入足量的稀盐酸，A 中的现象是：一半湿润的石蕊小花变红色，另一半不变色，可证明 CO2 能与水反应。
二氧化碳与水反应生成碳酸，反应方程式为：CO2+H2O=H2CO3。B 中应盛放的试剂是浓硫酸。
（2）若打开止水夹 K2、K4，关闭 K1、K3，从长颈漏斗向装置 C 中加入足量的稀盐酸，当观察到F中澄清石灰水变浑浊现象时，证明 E 中 CO2 已集满。
关闭止水夹 K2、K4，打开 K3，从分液漏斗向 E 中加入适量的氢氧化钠溶液。该实验中，能证明 CO2 与 NaOH 确实发生了化学反应的现象是：E中有气泡产生。CO2 与 NaOH 反应，生成碳酸钠和水，反应化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
1.A
【解析】A.将集气瓶中的二氧化碳倒入烧杯中时，下面的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度大于空气，故A正确；
B.读取量筒中液体的体积时，视线应该与凹形液面的最低处相平，故B错误；
C.木炭燃烧生成二氧化碳气体，当反应结束时，集气瓶内气压几乎不变，烧杯内的水几乎不流进集气瓶，无法完成氧气体积的测量，故C错误；
D.收集二氧化碳气体时，应该使用双孔胶塞，让二氧化碳从长导管进入集气瓶，让空气从短导管流出，故D错误。 故选A。
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】A、B处说明二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红，符合题意；
B、 C出溶液变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了不溶于水的碳酸钙 ，不符合题意；
C、因二氧化碳密度比空气大且不支持燃烧， D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭 ，不符合题意；
D、 D处现象说明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空气大 ，不符合题意；故答案为：A。
5．（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（2）50
【解析】（1）二氧化碳和氢氧化钙反应，即布莱克实验中反应③，化学方程式为： CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）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CO2，故在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管a缓慢通入250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50毫升。
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.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。
3．B
【解析】根据二氧化碳的性质与石蕊试液的变色情况分析。
【解答】 向石蕊溶液中通入二氧化碳气体，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，碳酸不稳定，再进行加热时，又分解为二氧化碳和水，所以石蕊试液又变成紫色；
4．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。
5．（1）饱和（2）距离（3）水
【解析】（1）两容器中分别盛有质量均为100克、温度分别是20℃和30℃的水，各加入5克食盐，1小时后，食盐均溶解完。据此某同学得出“食盐在不同温度的水中溶解度相等”的结论。但另一位同学认为不能得出该结论，其理由是：该实验中的溶液未达到饱和，因此无法得出相应结论；
（2）如图甲所示，将直尺一端拿住，0刻度朝下，让被测试者将拇指和食指放在直尺0刻度附近，突然松开直尺，被测试者迅速将直尺夹住，记录被测试者夹住直尺处的刻度值；图乙和图丙是A、B两同学实验中用拇指和食指夹尺时的情形，他们夹住直尺的刻度分别为7cm和12cm，于是有人得出“A同学的反应比B同学快”的结论。但C同学认为该实验不规范，因为两同学夹尺时拇指和食指间的距离不同。
（3）在研究“二氧化碳能否被熟石灰（即氢氧化钙）反应吸收”时，在如丁图所示的充满二氧化碳的塑料矿泉水瓶中，加入澄清石灰水、盖紧瓶盖后振荡，发现瓶子会被压扁。据此现象，甲同学得出了“二氧化碳能与氢氧化钙反应”的结论，而乙同学则认为还存在一种可能，也可能是二氧化碳能与溶液中的水反应的结果。
浙教版科学八年级（下册）“冲刺重高”讲义（二十）
二氧化碳（1）