知识讲解
二氧化碳的性质
物理性质
二氧化碳通常是一种无色无味；
密度比空气大、微溶于水的气体；
固态二氧化碳称为干冰，可制制冷剂，用于人工降雨。
化学性质
二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧；
二氧化碳通入滴有紫色石蕊试液的水中，生成碳酸使溶液变红
加热后溶液又变紫色是因为碳酸不稳定，受热易分解
二．实验室制取
（1）方法：大理石或石灰石和盐酸反应
（2）收集方法：向上排空气法（因为密度比空气大。注意：不能用排水法，因为二氧化 碳可溶于水）
（3）验满方法：燃着的木条放在集气瓶口。
（4）检验方法：
A.将二氧化碳倒入含有点蜡烛的烧杯，蜡烛熄灭；
B.将二氧化碳通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊。
CO2+Ca(OH)2=======CaCO3 +H2O
C.将二氧化碳通入滴加石蕊试剂的蒸馏水，变红色。
二氧化碳的用途：
灭火
作化工原料，制纯碱、汽水等
植物进行光合作用的原料
/
3.4 二氧化碳
一．选择题
1.下列是CO2的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是( D )
A.人工降雨 B.植物的光合作用
C.制纯碱、化肥 D.灭火器灭活
2.用盐酸作原料制取二氧化碳时，制得的气体中常混有的杂质是( C )
A．氯气和稀有气体 B．空气和氯化氢
C．水蒸气和氯化氢 D．氧气和水蒸气
3.常温下，能与CO2发生化合反应的物质是( D )
A.C B.Ca(OH)2 C.O2 D.H2O
4.下列能将氧气、二氧化碳、空气三瓶气体鉴别出来的方法是(B)
A.加入澄清石灰水 B.用燃着的木条
C. 用紫色石蕊试液 D. 用托盘天平称量
5.在锥形瓶甲中放入10 g块状纯净的碳酸钙，在锥形瓶乙中放入10 g粉末状纯净的碳酸钙，分别同时加入足量同浓度的稀盐酸与碳酸钙反应。下列图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系，描述合理的是( C )
//
6.同时进行如图所示实验，蜡烛火焰最先熄灭的是( B )
/
7.用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是( B )
/
8.如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶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且能与水反应的现象是（D ）
A.①变红，③不变红 B.④变红，③不变红 C.①、④变红，②、③不变红 D.④比①先变红，②、③不变红
9.小军用一定量石灰石与足量稀盐酸制取二氧化碳，并试着与同学一起绘制了如图所示的反应变化过程曲线，其中正确的是( D )
/
10.某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为( B )
/ /
11.将足量的二氧化碳气体持续不断地通入澄清石灰水中时，通入的二氧化碳体积与产生沉淀质量变化符合如图3－13－18所示图像中的( C )
/
12.如图装置中，试管①②③里已分别盛有相应药品，向该装置中缓缓通入二氧化碳气体，经过一段时间后关闭止水夹，可能出现的现象是( B )
A．试管①中有沉淀产生 B．试管②中有沉淀产生
C．试管③中有沉淀产生 D．试管①②③中均有沉淀产生
二．填空题
1.某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验。
/
(1)甲同学将收集CO2的试管倒插入紫色石蕊试液中(见装置A)，并轻轻振荡试管。
Ⅰ.描述产生的现象：试管内液面上升且试管内溶液变红；
Ⅱ.写出反应的化学方程式：H2O＋CO2===H2CO3。
(2)乙同学挤压装置B中滴管的胶头，使其中的NaOH溶液滴入烧瓶，并轻轻振荡，观察到的现象是气球体积胀大(2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O)，产生这一现象的原因是滴入的NaOH溶液与CO2发生反应，CO2的体积减少，瓶内气压变小，大气压使气球体积变大。
2.图是某课外活动小组的同学设计的实验室制取CO2并检验其性质的装置示意图，请回答下列问题：
/
(1)代号a所指仪器的名称是试管，A装置中发生的化学方程式为CaCO3＋2HCl(浓)===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)将A中产生的气体通入到B中一会儿，未见其中变浑浊。李祥同学认为这是浓盐酸挥发出的HCl气体干扰所致。他用化学方程式表示为
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
你的解释还可更简捷，请用一个化学方程式表示：2HCl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O。
(3)张华同学用烧瓶收集A中产生的气体后，向其中加入过量无色透明的M溶液组成C装置，振荡，发现烧瓶中的气球逐渐变大，且溶液始终无色透明，则M可能是NaOH(或KOH)(填写一种物质的化学式)。
(4)请设计一个方案，验证C装置中反应的生成物中含有CO。简述实验过程：向其中加入BaCl2溶液，若生成白色沉淀，即可证明其中含CO或向其中加入过量(或足量)的稀盐酸，若有气泡冒出，则可证明其中含CO(或其他合理表述)。
(5)将A中药品换成过氧化氢溶液和二氧化锰，则反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。
3.空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生如下影响：
空气中二氧化碳的体积分数
对人体健康的影响
1%
感到气闷、头晕、心悸
4%～5%
感到气闷、头痛、眩晕
6%以上
使人神志不清、
呼吸停止，以致死亡
【提出问题】 如何检验空气中二氧化碳的含量以便判断是否会影响人体健康？
【实验探究】
方法一：分别向二氧化碳含量不同的空气中放入燃着的蜡烛。
方法二：分别向二氧化碳含量不同的空气中加入适量的澄清石灰水。
【实验现象】
空气中二氧
化碳体积分数
0.03%
1%
5%
10%
20%
方法一
正常
燃烧
正常
燃烧
正常
燃烧
正常
燃烧
熄灭
方法二
不变
浑浊
变浑
浊
变浑
浊
变浑
浊
变浑
浊
【分析与应用】
(1)上述实验中，方法一所依据的二氧化碳的性质是 二氧化碳不能支持燃烧 ；
方法二所依据的反应原理是 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (用化学方程式表示)。
(2)菜窖中一般会含有较多的二氧化碳，人不能贸然进入。为确保人体健康不受影响，在进入菜窖前，应对其中的二氧化碳含量进行检验，有关操作步骤是做灯火实验，若 灯火熄灭(或燃烧不旺) ，就不能贸然进入。
【拓展探究】 利用如图装置，粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数。
/
(3)连接实验装置：装置接口的连接顺序为 a→d→e→c→b→f 。
(4)用于实验的菜窖气体为50 mL，最终量筒中共收集到水45 mL，该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 10% 。
三．计算题
1.为确定影响化学反应速度快慢的因素，小明选取成分相同的大理石碎屑、块状大理石两种样品(样品中杂质不与稀盐酸反应)各6克，分别与足量的、溶质质量分数相同的稀盐酸反应，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。记录的前18分钟的数据如下表：
时间(分)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
大理石碎屑生成的CO2的质量/克
0
1.45
1.75
1.98
2.18
2.30
2.36
2.40
2.40
2.40
块状大理石生成的CO2的质量/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，通过观察图中哪一现象可判断反应结束？________。
(2)结合表格分析，6克块状大理石与稀盐酸反应最多能生成多少克二氧化碳？________；简要说明判断的理由：________。
(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？
解：(1)容器内不再产生气泡(或电子天平的示数不再变化) (2)2.40克；查表可知，大理石碎屑完全反应生成2.40克CO2 ， 而块状大理石与其质量、成分都相同，所以完全反应后也能生成2.40克CO2 (3)解：18分钟时块状大理石生成CO2的质量为2.2克。设此时块状大理石中发生反应的CaCO3质量为x。
CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋
CO2↑
100
44
x
2.2克
/，
x＝5克。
2.石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用4 g石灰石样品，把20 g稀盐酸分4次加入样品中(样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶于水)。充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表。
稀盐酸
的用量
第一次
加入5 g
第二次
加入5 g
第三次
加入5 g
第四次
加入5 g
剩余固体
的质量
3 g
2 g
1 g
1 g
(1)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是 。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
解：(1) 75%
(2) 解：由表中数据可知第三次加入5 g稀盐酸后，3 g碳酸钙与15 g稀盐酸刚好完全反应。设稀盐酸中溶质的质量为x。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 73
3 g x
＝
x＝2.19 g
稀盐酸的溶质质量分数为×100%＝14.6%。/
3.4 二氧化碳
一．选择题
1.下列是CO2的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是( )
A.人工降雨 B.植物的光合作用
C.制纯碱、化肥 D.灭火器灭活
2.用盐酸作原料制取二氧化碳时，制得的气体中常混有的杂质是( )
A．氯气和稀有气体 B．空气和氯化氢
C．水蒸气和氯化氢 D．氧气和水蒸气
3.常温下，能与CO2发生化合反应的物质是( )
A.C B.Ca(OH)2 C.O2 D.H2O
4.下列能将氧气、二氧化碳、空气三瓶气体鉴别出来的方法是( )
A.加入澄清石灰水 B.用燃着的木条
C. 用紫色石蕊试液 D. 用托盘天平称量
5.在锥形瓶甲中放入10 g块状纯净的碳酸钙，在锥形瓶乙中放入10 g粉末状纯净的碳酸钙，分别同时加入足量同浓度的稀盐酸与碳酸钙反应。下列图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系，描述合理的是( )
//
6.同时进行如图所示实验，蜡烛火焰最先熄灭的是( )
/
7.用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是( )
/
8.如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶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.①、④变红，②、③不变红 D.④比①先变红，②、③不变红
9.小军用一定量石灰石与足量稀盐酸制取二氧化碳，并试着与同学一起绘制了如图所示的反应变化过程曲线，其中正确的是( )
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10.某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为( )
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11.将足量的二氧化碳气体持续不断地通入澄清石灰水中时，通入的二氧化碳体积与产生沉淀质量变化符合如图3－13－18所示图像中的( )
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12.如图装置中，试管①②③里已分别盛有相应药品，向该装置中缓缓通入二氧化碳气体，经过一段时间后关闭止水夹，可能出现的现象是( )
A．试管①中有沉淀产生 B．试管②中有沉淀产生
C．试管③中有沉淀产生 D．试管①②③中均有沉淀产生
二．填空题
1.某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验。
/
(1)甲同学将收集CO2的试管倒插入紫色石蕊试液中(见装置A)，并轻轻振荡试管。
Ⅰ.描述产生的现象： ；
Ⅱ.写出反应的化学方程式： 。
(2)乙同学挤压装置B中滴管的胶头，使其中的NaOH溶液滴入烧瓶，并轻轻振荡，观察到的现象是 (2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O)，产生这一现象的原因是 。
2.图是某课外活动小组的同学设计的实验室制取CO2并检验其性质的装置示意图，请回答下列问题：
/
(1)代号a所指仪器的名称是试管，A装置中发生的化学方程式为 。
(2)将A中产生的气体通入到B中一会儿，未见其中变浑浊。李祥同学认为这是浓盐酸挥发出的HCl气体干扰所致。他用化学方程式表示为
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
你的解释还可更简捷，请用一个化学方程式表示： 。
(3)张华同学用烧瓶收集A中产生的气体后，向其中加入过量无色透明的M溶液组成C装置，振荡，发现烧瓶中的气球逐渐变大，且溶液始终无色透明，则M可能是 填写一种物质的化学式)。
(4)请设计一个方案，验证C装置中反应的生成物中含有CO。简述实验过程： 。
(5)将A中药品换成过氧化氢溶液和二氧化锰，则反应的化学方程式为 。
3.空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生如下影响：
空气中二氧化碳的体积分数
对人体健康的影响
1%
感到气闷、头晕、心悸
4%～5%
感到气闷、头痛、眩晕
6%以上
使人神志不清、
呼吸停止，以致死亡
【提出问题】 如何检验空气中二氧化碳的含量以便判断是否会影响人体健康？
【实验探究】
方法一：分别向二氧化碳含量不同的空气中放入燃着的蜡烛。
方法二：分别向二氧化碳含量不同的空气中加入适量的澄清石灰水。
【实验现象】
空气中二氧
化碳体积分数
0.03%
1%
5%
10%
20%
方法一
正常
燃烧
正常
燃烧
正常
燃烧
正常
燃烧
熄灭
方法二
不变
浑浊
变浑
浊
变浑
浊
变浑
浊
变浑
浊
【分析与应用】
(1)上述实验中，方法一所依据的二氧化碳的性质是 ；
方法二所依据的反应原理是 (用化学方程式表示)。
(2)菜窖中一般会含有较多的二氧化碳，人不能贸然进入。为确保人体健康不受影响，在进入菜窖前，应对其中的二氧化碳含量进行检验，有关操作步骤是做灯火实验，若 ，就不能贸然进入。
【拓展探究】 利用如图装置，粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数。
/
(3)连接实验装置：装置接口的连接顺序为 。
(4)用于实验的菜窖气体为50 mL，最终量筒中共收集到水45 mL，该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 。
三．计算题
1.为确定影响化学反应速度快慢的因素，小明选取成分相同的大理石碎屑、块状大理石两种样品(样品中杂质不与稀盐酸反应)各6克，分别与足量的、溶质质量分数相同的稀盐酸反应，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。记录的前18分钟的数据如下表：
时间(分)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
大理石碎屑生成的CO2的质量/克
0
1.45
1.75
1.98
2.18
2.30
2.36
2.40
2.40
2.40
块状大理石生成的CO2的质量/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，通过观察图中哪一现象可判断反应结束？________。
(2)结合表格分析，6克块状大理石与稀盐酸反应最多能生成多少克二氧化碳？__________________；简要说明判断的理由：_____________________________。
(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？
2.石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用4 g石灰石样品，把20 g稀盐酸分4次加入样品中(样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶于水)。充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表。
稀盐酸
的用量
第一次
加入5 g
第二次
加入5 g
第三次
加入5 g
第四次
加入5 g
剩余固体
的质量
3 g
2 g
1 g
1 g
(1)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是 。
(2)计算该稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
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