课题3 二氧化碳和一氧化碳学案（有答案）

第六单元 碳和碳的氧化物
模块3 二氧化碳和一氧化碳
考试要求
考纲
说明二氧化碳的只要性质和用途；
用二氧化碳的性质解释一些常见的现象；
会检验二氧化碳；
知道一氧化碳有损人体健康。


知识点一 二氧化碳
1.二氧化碳的物理性质：
(1)二氧化碳是一种无色无味的气体
(2)能溶于水（在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强还会溶解得更多）
(3) 密度比空气的密度大。
(4)在一定条件下，二氧化碳气体可以变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”，干冰升华时要吸收大量的热。
2.二氧化碳的化学性质：
(1) 在通常情况下，CO2不能燃烧，也不能支持燃烧；
(2)与水反应：（生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红）
碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：。
塑料瓶变瘪；鸡蛋进入瓶内。
(3)二氧化碳与石灰水反应
现象：澄清的石灰水变浑浊。原因：生成不溶于水的白色CaCO3沉淀。
化学方程式：CO2 + Ca（OH）2== CaCO3↓+ H2O
此反应的应用
(4)不支持呼吸
3.二氧化碳的用途（）
CO2用途
利用的性质
灭火
CO2不能燃烧，也不能支持燃烧；密度比空气的密度大
制冷剂、
人工降雨
干冰升华时吸收大量的热
制啤酒、汽水等碳酸饮料
能溶于水，并能与水反应：；生成的碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：
气体肥料
绿色植物利用CO2和水进行光合作用
知识点二 二氧化碳对生活和环境的影响
二氧化碳对生活的影响
二氧化碳对对环境的影响——温室效应
（1）温室效应是指由于大气中的二氧化碳含量不断上升，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖的现象。除二氧化碳外，能产生温室效应的气体还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。
（2）温室效应将使全球气候变暖，这样将可能导致两极的冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；使土地沙漠化、农业减产等。
（3）防治温室效应的有效措施：①减少使用化石燃料；②更多地利用清洁能源，如太阳能、风能、地热能等；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
知识点三 一氧化碳
1.一氧化碳的物理性质
在通常状况下，一氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气的略小，难溶于水。（实验室制取CO只能用排水法收集）
想一想：水能防止CO中毒吗？
2.一氧化碳的化学性质
（1） 毒性
一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成生物体缺氧而中毒。
（2）可燃性
——作燃料（是煤气的主要成分）
现象：①纯净的 CO 安静燃烧，产生蓝色火焰，同时放出大量热。
②产生使澄清石灰水变浑浊的气体
注意：CO和H2一样，与空气（或氧气）混合时，遇明火可能发生爆炸，点燃前必须验纯（方法与H2一样）

2CO + O2 2CO2
C+CO2 2CO（吸收热量）
C + O2 CO2
（3） 还原性

CO+ CuO Cu + CO2——冶炼金属
现象：黑色粉末变红，澄清的石灰水变浑浊
注意：①实验时操作顺序为，先通CO，后加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO直至玻璃管冷却；
②需对尾气处理，方法是将CO点燃转变为CO2（或收集起来）。
一氧化碳还原氧化铁：3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2
3.一氧化碳的用途（）
（1） 作燃料（利用一氧化碳燃烧时放出热量）
（2） 冶炼金属（利用其还原性，通常还原一些金属氧化物）

【例1】下列说法中，不正确的是
A.为了维护人类生存的环境，应彻底消除温室效应
B.能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有臭氧、甲烷
C.低碳生活是指人们在生活中应努力减少二氧化碳的排放
D.使用太阳能、风能等清洁能源是控制二氧化碳排放的有效措施之一
【答案】A
【例1】实验室里，有两支试管分别充满了氧气和二氧化碳气体，你有哪些方法来鉴别这两种气体？
【解析与答案】鉴别这两种气体的方法很多，可以从氧气和二氧化碳的性质对比进行鉴别：氧气不易溶解于水，化学性质比较活泼：能支持燃烧、供给呼吸；二氧化碳能溶解于水，通常情况下不能支持燃烧、不供给呼吸、能与水反应生成碳酸（能使石蕊试液变红）、能和氢氧化钙溶液反应。因此鉴别方法可以是如下几种：（1）取样，用燃着的木条伸入，燃烧更旺的是氧气，熄灭的是二氧化碳；（2）取样，然后分别倒入石蕊试液，振荡，溶液变红的是二氧化碳，另一种是氧气；（3）分别向两支集满二氧化碳和氧气的试管中倒入澄清石灰水，堵住试管口并振荡，澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，不变的是氧气。（4）将两支集满二氧化碳和氧气的试管倒置在水中，水面上升较高的是二氧化碳，较低的是氧气。
【答案】D
【例1】某同学设计了如下一组实验。取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花，（石蕊与酸接触会变红）分别按下图进行实验。回答下列问题：

（1）观察到纸花的颜色变化：Ⅰ.纸花变红；Ⅱ ；Ⅲ. 纸花不变；Ⅳ ；
（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明了 。
（3）该同学进行四组对比实验的目的是 。
【答案】（1）不变红 变红 （2）酸能使紫色石蕊变红，水却不能 （3）证明二氧化碳与水反应能生成碳酸，而碳酸能使紫色石蕊变红
【解析】本题是通过实验对比，探究使紫色石蕊试液变红的是碳酸而不是二氧化碳，实验Ⅰ、Ⅱ起到了对比作用，可以观察到稀醋酸使紫色石蕊变红，而水却不能，Ⅲ中说明二氧化碳不能使石蕊变红色，说明二氧化碳与水反应生成的碳酸具有这个性质。
【答案】④③①②③
【例1】某化学兴趣小组用如图所示的装置作有关二氧化碳气体的实验：
（1）甲同学将收集满二氧化碳气体的试管倒插入紫色试蕊试液中（见装置A），并轻轻摇动试管．描述产生的现象：
；有关的化学反应方程式为 。
（2）乙同学挤压装置B中滴管的胶头，是其中的NaOH溶液滴入烧瓶，并轻轻振荡，看到的现象是： ， 产生这一现象的原因是： ；有关的化学方程式：
。
【答案】（1）试管内液面上升，同时试管内液体变为红色 CO2 + H2O = H2CO3
（2）气球变鼓，二氧化碳与氢氧化钠反应，使瓶内的压强减小，外界大气进入气球，使气球变鼓，
【例1】 二氧化碳和一氧化碳化学性质不同的原因是
A．组成元素不同
B．分子构成不同
C．相对分子质量不同
D．碳元素含量不同
【答案】B

【例1】科学家研制出高灵敏度的CO探测器，通过颜色变化可探测空气中是否含有CO．下列有关说法不正确的是（ ）
A．该探测器可警示室内燃煤取暖是否安全
B．CO的物理性质是无色、无味、具有可燃性
C．CO中毒时，应将病人迅速转移到室外
D．CO有毒，是因其易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送
【答案】B
【例2】下列物质中，不能用来鉴别CO和CO2的是
A. 澄清的石灰水 B. 蒸馏水
C. 灼热的氧化铜 D. 紫色的石蕊试液
【答案】B
【解析】此题考查二氧化碳和一氧化碳性质的差异。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳与水生成的碳酸能使紫色石蕊试液显红色，一氧化碳能使灼热的氧化铜由黑色变为红色。
【变式1】欲除去CO2中混有的少量CO气体，可采用的方法是
A. 将混合气体点燃 B. 将混合气体通过澄清的石灰水
C. 将混合气体通过灼热的CuO D. 将混合气体通过灼热的炭层
【答案】C
【变式2】用下图所示的仪器组装一套实验装置，并完成下列实验任务：①用干燥的CO气体还原CuO②检验CO还原CuO的气体生成物，请回答下列问题：（浓硫酸具有吸水性，使气体干燥）

（1）实验进行时，若要气体从左向右流动，则这套装置的连接顺序应是（填仪器接口字母）：
（ ）接（ ），（ ）接（ ），（ ）接（ ）。
（2）实验开始时，先通入CO气体，后加热氧化铜的理由是 。
（3）A中澄清石灰水的作用是___________________。
（4）该套实验装置从环境保护的角度考虑，可能存在的不足是_____________，你提出的合理处理建议是____________________________________。
【答案】（1）gefcda （2）防止加热CO和空气的混合气体时发生爆炸
（3）检验生成的气体是二氧化碳 （4）缺少尾气处理装置 点燃尾气（或用气球收集）
【解析】根据图示仪器及药品可知：打开D中分液漏斗的活塞排出D中的一氧化碳，这时的气体中含有一定量的水蒸气；为得到干燥的一氧化碳，应用C中的浓硫酸加以干燥；干燥后的一氧化碳用来还原氧化铜；然后将尾气通入A的澄清石灰水中，来检验生成物二氧化碳。由于一氧化碳既不溶于水也不与石灰水反应，将由导管b导出，而CO有毒，会污染空气，应增加必要的尾气处理装置。

1. 下列关于二氧化碳性质的叙述不正确的是
A. 二氧化碳不易溶于水
B. 二氧化碳无色无味
C. 固体二氧化碳俗称“干冰”，易升华
D. 相同条件下，二氧化碳的密度比空气大
【答案】A
2. 二氧化碳可用于灭火的原因是
A. 二氧化碳的密度比空气大 B. 二氧化碳不燃烧
C. 二氧化碳不支持燃烧 D. 以上三个原因都有
【答案】D
3. 将干冰放在空气中，其周围就会产生大量的白雾，因而舞台上常用其制造云雾缭绕的环境。干冰能产生白雾的原因是
A. 干冰升华出大量的水蒸气
B. 干冰升华出大量的白色二氧化碳气体
C. 干冰升华时吸收大量的热，使周围温度降低，大量的水蒸气凝结成了小液滴
D. 干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体
【答案】C
4. 下列物质造成的火灾不宜用二氧化碳灭火的是
A. 木柴燃烧 B. 石油燃烧
C. 镁条等活泼金属燃烧 D. 塑料制品燃烧
【答案】C
5. 二氧化碳通入紫色石蕊试液中，试液变红的原因是
A. 二氧化碳能溶于水
B. 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使其变红
C. 二氧化碳的密度比空气大
D. 二氧化碳能和紫色石蕊反应
【答案】B
6. 常温下能与二氧化碳发生化合反应的物质是
A. 水 B. 澄清石灰水 C. 氧气 D. 木炭
【答案】A
7. 鉴别氢气、氧气、空气和二氧化碳四瓶无色气体，最好的方法是
A. 分别测定四种气体的密度
B. 分别倒入澄清石灰水
C. 将燃烧的木条分别放入四个集气瓶中
D. 分别称量四瓶气体的质量
【答案】C
8. 炎热的夏季，人们常喝啤酒、可乐等气体饮料来消暑，当我们打开气体饮料时，会有很多气体冒出，该气体是
A. 氧气 B. 氢气 C. 二氧化碳 D. 氮气
【答案】C
9. 下列有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳的物理性质的是

A B C D
【答案】C
10. 在蔬菜大棚内种植蔬菜、花卉等经济作物时，常向大棚内释放适量的二氧化碳，这样做的目的是
A. 使害虫窒息死亡，有效预防病虫害的发生
B. 促进植物的光合作用，提高产量
C. 产生温室效应，使棚内温度降低
D. 避免火灾发
【答案】B
11.下列说法正确的是
A. 有人用煤炉取暖时，为防止一氧化碳中毒，在炉子上放一盆水。
B. 在用CO还原CuO的实验中，尾气中CO的含量很少，可以不必处理。
C. 某同学夜间发现家中煤气泄漏，他立刻拉开电灯开关进行检查。
D. CO没有颜色和气味，民用煤气中常加有恶臭味的物质。是为更好的防止煤气中毒。
【答案】D
12. 在①相对分子质量；②碳元素的质量分数；③原子个数；④氧元素的质量分数；⑤元素种类等五项中，CO和CO2这两种物质相同的是
A. ①和② B. ②和④ C. 只有⑤ D. ①和③
【答案】C
13. 分子数相同的一氧化碳和二氧化碳，它们的质量比为
A. 1∶2 B. 2∶1 C. 7∶11 D. 11∶7
【答案】C
14.常用二氧化碳灭火的原因是
A. 它是一种能溶解于水的气体
B. 降温加压下它可以变成固体“干冰”
C. 通常状况下，它的密度比空气的密度大
D. 它不能燃烧也不能支持燃烧
【答案】CD
15.二氧化碳占空气总体积的0.03%，正常情况下能维持这个含量基本不变是因为自然界存在如图所示的循环过程，图中A处不包括下列哪项
A. 发展和利用太阳能 B. 植物的呼吸作用
C. 人和动物的呼吸 D. 含碳燃料的燃烧
【答案】A
16. 你能想出几种方法来鉴别CO和CO2气体：
（1）______________________________________________________________________ （2）_______________________________________________________________________
（3）_______________________________________________________________________ （4）_______________________________________________________________________
【答案】（1）分别点燃两种气体，能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2
（2）将气体分别通过灼热的CuO，能使黑色CuO变成红色Cu的是CO，无现象的是CO2
（3）将气体分别通入紫色石蕊试液，试液变红的是CO2，不变红的是CO
（4）将气体分别通入澄清石灰水，能使石灰水变浑浊的是CO2，无现象的是CO
17. 用化学方程式表示除去下列物质中少量杂质的过程（括号内为杂质）。
（1）CO（CO2） （2）CO2（CO） ,
【答案】（1）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O （2）CuO+COCu+CO2
18. 向紫色石蕊溶液中通入CO2，溶液变为_________色，反应的方程式是____________________________________，加热后溶液呈___________色，反应的方程式是__________________________________；盛装石灰水的瓶壁上常有一层白膜，这层白膜的成分主要是_________________，要洗净表面的白膜要用______________，其反应的化学方程式可表示为_________________________________。
【答案】红 CO2 + H2O === H2CO3 紫 H2CO3 H2O + CO2↑ CaCO3 稀盐酸
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
19. 在木炭、一氧化碳、二氧化碳、氧气四种物质中，其中一种物质具有的某种性质（特性），是其他三种物质所不具有的。例如，常温常压时木炭是固体，其他三种物质是气体，木炭与其他三种物质的状态不同。试按上述要求再列举4例：
（1） ；
（2） ；
（3） ；
（4） 。
【答案】（1）氧气具有支持燃烧（供给呼吸）的性质，其它三种物质没有此性质
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（使紫色石蕊试液变红），其它三种物质不能
（3）一氧化碳有毒，其它三种物质没有此性质
（4）二氧化碳 可以灭火，其他物质不能。
20. 一定量的二氧化碳气体通入过量的石灰水中，得到xgCaCO3沉淀；若将CO2通过下列变化CO2→CO→CO2，再通入过量的澄清石灰水中得到ygCaCO3沉淀，则x和y的关系是______。
【答案】2x=y或x=y/2
21. 已知X是有毒且不溶于水的气体，Y是不支持燃烧的气体，Z是不溶于水的固体，X、Y、Z之间有如下转化关系。请回答下列问题。

（1）写出X的化学式_________；
（2）写出Z和稀盐酸反应生成Y的化学方程式：___________________________
（3）“物质的组成与结构决定物质的性质”是重要的化学思想。气体X、Y都含有________元素和________元素，但它们的物理性质、化学性质都不同。请举出X、Y性质不同的一个例子________________________________。
【答案】（1）CO
（2）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
（3）碳（C） 氧（O） CO有毒，CO2无毒（或其他正确答案）
22. 如图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的装置.

（1）图中有一处明显的错误，是________________________________.
（2）装置A中物质的名称是___________ 和______________________.
（3）装置B用来证明二氧化碳与水的反应，B中应装入的溶液是______________________，实验现象是_________________________________.
（4）装置C中盛有澄清的石灰水，通入二氧化碳的实验现象是_____________________，反应的化学方程式是_____________________.
（5）在装置D中，___________蜡烛先熄灭，说明二氧化碳___________________________和________________，因此可以用二氧化碳来___________ .
【答案】（1）长颈漏斗的下端没伸入液面以下
（2）稀盐酸 石灰石（或大理石）
（3）石蕊试液 试液由紫色变为红色
（4）澄清石灰水变浑浊 CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
（5）下层 不能燃烧也不支持燃烧 密度比空气的大 灭火
23.（1）如图（甲）是实验室制备二氧化碳的装置图，该装置图的特点是：打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸反应产生的二氧化碳气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制取二氧化碳，可起到节约药品和取用方便的效果。图（乙）装置中哪些可以起到与图（甲）装置相同的效果？ （填写编号）

甲
A B C D
乙
（2）某同学设计了一个有关二氧化碳的探究实验，以下是实验报告的一部分，请填写实验目的和有关实验仪器的名称。
实验目的： 。
仪器和试剂： 、玻璃管、二氧化碳气体、肥皂水等。
实验步骤
现象和结论
1.?将标有“A”或“B”的两个空量筒（2 000 mL）放在实验台上，往B量筒中充满二氧化碳气体。
2.?用玻璃管蘸取少量肥皂水，在两个量筒上方分别吹出一个肥皂泡（两个肥皂泡大小相仿，内含空气），使其缓缓落入两个量筒中，并观察现象。
A量筒中的肥皂泡不久即沉入量筒的底部，而B量筒中的肥皂泡基本上不下沉，悬浮在中间，说明二氧化碳的密度比空气的大。
【答案】（1）B D。（2）验证二氧化碳气体的密度比空气大（或者比较二氧化碳气体和空气的密度大小）；2 000 mL量筒2只。
24. 小强、小明和小梅三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅（化学式为PbO）反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗?”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。
（1）猜想：小强认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。小明认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。小梅认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
（2）设计实验：根据各自的猜想，他们共同设计了实验，实验装置如下图（他们在实验中进行了规范操作和细致的观察）。

（3）现象与结论：如果小强的猜想正确，装置B、C中的实验现象是 ；
如果小明的猜想正确，装置B、C中的实验现象是 ；
如果小梅的猜想正确，装置B、C中的实验现象是 。
（4）此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是 。
（5）根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应，请你归纳出单质碳的一项重要用途是 。
【答案】 （3）石灰水变浑浊，鸡血颜色不变；石灰水无明显变化，鸡血颜色发生变化；石灰水变浑浊，鸡血颜色发生变化
（4）在装置C的出气口处接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯（或在装置C的出气口处用气球或塑料袋收集尾气）
（5）冶炼金属
25.某钙片的标签如图所示，可知此钙片成分中只有碳酸钙含有钙元素。

（1）请通过计算说明此标签中的含钙量是否错误。
（2）为测定其真实的含钙量，小东每次取10片钙片放入已称量的含足量盐酸的烧杯中，发生的化学反应是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O＋CO2↑，充分反应后再称取烧杯和剩余物的总质量。小东做了三次实验，数据如下：
物质的质量
第一次
第二次
第三次
平均值
反应前：烧杯+盐酸
22 g
22 g
22 g
22 g
10片钙片
8 g
8 g
8 g
8 g
反应后：烧杯+剩余物
26.7 g
26.5 g
26.9 g
26.7g
①请列式计算每片钙片含碳酸钙的质量。
②请列式计算每片钙片的含钙量，并建议厂家应如何修改标签。
【答案】（1）解：假设该钙片为纯碳酸钙，碳酸钙中钙元素的质量分数=×100%=40%
那么每片钙片中含钙的质量=×40%=0.32g，所以此钙片不可能每片含钙0.75g。
（2）①根据实验数据，反应后烧杯和剩余物的平均质量==26.7g
故平均生成CO2的质量=8+22－26.7=3.3g
设10片钙片中含碳酸钙质量为X，则
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O＋CO2↑
100 44
X 3.3g
= X=7.5g
因此每片钙片含碳酸钙的质量为0.75g
②每片钙片含钙元素质量=0.75×40%=0.3g
答：在标签上将含钙量由每片含钙0.75g改为每片含钙0.3g。