3.4 二氧化碳(1)
1．下列关于CO2性质和用途的描述，错误的是(C)
A. 通常情况下CO2既不能燃烧也不支持燃烧
B. CO2能从一个容器倾倒到另一个容器
C. CO2不溶于水
D. CO2的固体(干冰)可作制冷剂
2．某物质在空气中完全燃烧后，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，该物质一定是(C)
A. 碳单质 B. 含碳、氧元素的化合物
C. 含碳元素的物质 D. 含碳元素的化合物
3．下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是(D)
4．把干燥的蓝色石蕊试纸放在CO2气体中，石蕊试纸不变色。将CO2气体通入滴有紫色石蕊试液的水中，溶液变红色，再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(D)
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CO2水溶液的酸性减弱
D. CO2具有酸性
5．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
6．空气中含有一定浓度的二氧化碳时会使人感到窒息，原因是(D)
A. 二氧化碳有毒
B. 二氧化碳有刺激性气味
C. 二氧化碳比空气重
D. 二氧化碳不能供给呼吸
7．装有澄清石灰水的试剂瓶表面常常有一层白色的“膜”，这层“膜”是(D)
A. Ca(OH)2固体 B. 空气中的杂质
C. CaO固体 D. CaCO3固体
(第8题)
8．如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊试液润湿的棉球，②、③为用石蕊试液染成紫色的干燥棉球。开始通气时④变红，通气一段时间后①变红，②③始终不变色。
(1)能说明CO2密度比空气大的现象是__④比①先变红__。
(2)①也能变红，说明微粒具有的性质是微粒不断运动。
9．某科学学习小组的同学利用如图所示的装置做有关实验。
(第9题)
(1)甲同学将收集满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气体减少，瓶内气压变小，大气压使气球体积变大。
(第10题)
10．小聪和小明受到老师的启发，设计了如图所示的家庭小实验，并推测了实验现象。两位同学都认为蜡烛会熄灭，因为杯内的氧气被耗尽，同时又产生了不能燃烧且不支持燃烧的气体。但他们对图中“两支蜡烛谁先熄灭？”的问题却有不同的看法。小明认为低的蜡烛先熄灭，理由是蜡烛燃烧产生的二氧化碳的密度比空气大，会下沉；小聪认为__高的__蜡烛先熄灭，理由是蜡烛燃烧使高处的氧气量减少并耗尽，同时放出的热使CO2向上扩散，浓度增大。
(第11题)
11．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(D)
A. 将观察到高的蜡烛先熄灭
B. 不移开玻璃片，实验现象更明显
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，也能得出同样的实验结论
【解析】 由于二氧化碳的密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧，将观察到低的蜡烛先熄灭；如果不将玻璃片拿下，集气瓶中的二氧化碳形不成压强差，不会流下进入烧杯内，蜡烛不会熄灭；蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳覆盖在蜡烛表面，隔绝了空气；由图示装置可知，二氧化碳从高处流到烧杯中，说明二氧化碳的密度比空气的大，蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
12．小李学习了有关二氧化碳的知识后，进行了二氧化碳气体在水中的溶解性的探究。
①用大号针筒抽取200毫升二氧化碳气体。
②向试剂瓶中加入200毫升水(恰好加满)，塞紧双孔橡皮塞。
③连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中。
(第12题)
(1)试剂瓶中加入的水应是__A__(填字母)。
A．蒸馏水 B．自来水
(2)推动活塞时应尽量缓慢，其目的是使二氧化碳充分溶解。
(3)当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动。实验表明在该条件下，1体积水中能溶解__0.6__体积的二氧化碳。
【解析】 (3)当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动，说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳，实验表明在该条件下，1体积水中能溶解二氧化碳的体积是＝0.6。
13．当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呢？
【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】
空气中二氧化碳的体积分数
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】 利用如图所示装置，粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数。
(第13题)
(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毫升，最终量筒中共收集到水45毫升，该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为__10%__。
【解析】 (3)针筒中的气体通过氢氧化钠溶液，二氧化碳被吸收，剩余的气体用排水法测其体积，针筒中气体的体积减去水的体积就是二氧化碳的体积。根据实验原理连接实验装置，注意用排水法收集测量气体的体积气体要短进长出，故接口的连接顺序为a→d→e→c→b→f。(4)根据反应原理可知针筒中气体的体积减去水的体积就是二氧化碳的体积，故二氧化碳的体积V＝50毫升－45毫升＝5毫升，二氧化碳的体积分数为×100%＝10%。
3.4 二氧化碳(2)
1．下列不属于二氧化碳用途的是(D)
A. 灭火 B. 制汽水
C. 人工降雨 D. 填充探空气球
2．如图所示是实验室制取二氧化碳的装置，其中的错误共有(C)
(第2题)
A. 1处 B. 2处
C. 3处 D. 4处
3．下列实验室制取CO2的有关操作中，不正确的是(B)
4．小美利用生活中的废弃材料设计了如图所示的装置(a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花。垂直固定玻璃管的装置未画出)来探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验装置的叙述不正确的是(B)
(第4题)
A. 通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量
B. 利用该装置制取二氧化碳时注射器内的液体可为稀硫酸
C. 利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气大及二氧化碳能与水发生反应
D. 该装置的左半部也可用于制取氧气
5．可以用推拉注射器活塞的方法检查图中装置的气密性。当缓慢拉活塞时，如果装置气密性良好，可以观察到的现象是(A)
(第5题)
A. 长颈漏斗下端口有气泡
B. 瓶中液面上升
C. 注射器内有液体
D. 长颈漏斗内液面上升
6．小科开展了二氧化碳的制取和部分性质实验：
(第6题)
(1)收集二氧化碳应选择图中__C__(填字母)装置。
(2)小科采用图E方法检验二氧化碳的性质，观察到蜡烛熄灭。该现象除了能说明二氧化碳不能燃烧外，还能说明二氧化碳具有不支持燃烧且密度比空气大的性质。
7．如图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请据此回答下列问题。
(第7题)
(1)写出图中标号仪器的名称：①__长颈漏斗__；②__集气瓶__。
(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__，收集二氧化碳选用__D__(填字母)装置，验满的方法是把燃着的木条放到集气瓶口，若木条熄灭，则气体已集满。
(3)要进一步验证二氧化碳的化学性质，将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变成红色，反应的化学方程式为__CO2＋H2O===H2CO3__。
(4)实验室可用无水醋酸钠固体和碱石灰共热制取甲烷，选择用的发生装置为__A__，能用E装置收集甲烷，说明甲烷具有的性质是__难溶于水__，当看到导管口出现__气泡连续、均匀冒出__的现象时开始收集气体。
8．因为1升水中大约能溶解1升二氧化碳，所以我们常采用向上排空气集气法收集二氧化碳。在集满二氧化碳时，玻璃片的__毛__(填“毛”或“光”)面应朝下盖上集气瓶。有同学质疑：因为发生反应时排出气体的速度很快，二氧化碳与水接触的时间很短，溶解的量应该不大。于是他们决定探究二氧化碳是否能用排水集气法收集。他们查阅资料后得知：①排水集气法收集时，二氧化碳在水中的溶解损失很小；②用排空气集气法与排水集气法收集的二氧化碳纯度比较如表所示。他们得出的结论是：二氧化碳能用排水法来收集。
收集的方法
二氧化碳的纯度
排空气集气法
71%
排水集气法
87.5%
【解析】 集气瓶的瓶口是打磨的，毛玻璃片也是打磨的，在集满二氧化碳时，玻璃片的毛面应朝下盖上集气瓶，防止二氧化碳气体逸出。由于二氧化碳在水中的溶解损失很小，且用排水集气法收集的二氧化碳较为纯净，故可以用排水法收集二氧化碳。
9．为确定某大理石样品的纯度，某兴趣小组进行如下实验：称取该大理石(主要成分是CaCO3，杂质不参加反应)加入烧杯中，向其中逐滴加入稀盐酸至完全反应。反应结束后，称量烧杯的总质量(溶解的气体忽略不计)，有关数据记录如表。
烧杯
大理石
稀盐酸
反应后烧杯及其中物质的总质量
质量/克
90
8.5
50
145.2
(1)实验中判断碳酸钙已经完全反应的方法是继续加入稀盐酸，观察到不再产生气泡。
(2)实验中产生的二氧化碳质量为__3.3__克，该大理石样品的纯度为88.2%(计算结果精确到0.1)。
(3)实验中若用浓盐酸代替稀盐酸，会使实验结果偏__大__，原因是什么？因为浓盐酸有挥发性，会导致测得的二氧化碳质量偏大，从而导致计算所得的碳酸钙质量偏大，最终导致实验结果偏大。
【解析】 (1)碳酸钙与稀盐酸反应会有气体产生，因此判断碳酸钙是否已完全反应，可继续加入稀盐酸，观察是否有气泡产生。(2)根据质量守恒定律可知，反应后减少的质量即为生成的二氧化碳质量，故二氧化碳的质量＝90克＋8.5克＋50克－145.2克＝3.3克。设8.5克大理石样品中碳酸钙的质量为x。
＝，x＝7.5克。
大理石样品的纯度＝×100%≈88.2%。
10．(1)不同实验对反应速率有不同要求。某同学探究CO2制取实验，按要求回答下列问题。
限选控制反应速率的方法：①反应物的浓度；②反应物的状态。
限选试剂：A.稀盐酸；B.浓盐酸；C.块状石灰石；D.碳酸钠溶液；E.粉末状石灰石。
①填写下表并回答相关问题。
实验名称
控制速率的方法
所选用的最佳试剂
灭火器反应原理
①
__B__和D
CO2的实验室制法
__②__
A和C
②写出灭火器反应原理的化学方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
(第10题)
(2)已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异性。
实验一：水槽中滴入紫色石蕊试液，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2__＞__(填“＞”或“＜”)CO2，试管内溶液变成__红__色。
实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，产生白色和黄色固体。
【解析】 (1)灭火器中需要快速产生二氧化碳，故盐酸不能用稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，实验室制取二氧化碳反应的速率不能过快，故使用的是块状石灰石。(2)根据图示可以看出，盛有二氧化硫的试管液面上升更明显，故二氧化硫的溶解性强于二氧化碳，二氧化硫的水溶液呈酸性，能使石蕊试液变成红色；根据二氧化碳与镁的反应可以类推镁在二氧化硫中燃烧生成氧化镁和硫，氧化镁是白色的，硫是黄色的，故会观察到产生白色和黄色固体。
11．小科为测定某石灰石样品(主要成分为碳酸钙，其他成分不与稀盐酸反应)中碳酸钙的含量，利用气密性良好的图甲装置进行实验：①称取石灰石样品6克，加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，从左侧持续缓慢鼓入空气；②一段时间后打开分液漏斗活塞，注入足量的稀盐酸，开始计时；③待装置D总质量不再增加时停止鼓入空气。实验过程中测得装置D增加的质量随时间变化的图像如图乙所示。(浓硫酸能吸收水蒸气，碱石灰能吸收二氧化碳和水)
(第11题)
(1)根据图乙，运用化学方程式计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
(2)下列情况中，会导致测得的碳酸钙质量分数偏大的是__①②__(填序号)。
①去掉装置A，将空气直接鼓入装置B
②去掉装置C，将B与D装置直接相连
③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气
【解析】 (1)设该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为x。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
6克×x 2.2克
＝，x≈83.3%。
(2)①去掉装置A，将空气直接鼓入装置B，空气中的二氧化碳也被装置D吸收，导致测得的碳酸钙质量分数偏大；②去掉装置C，将B与D装置直接相连，从B中带出的水蒸气也被装置D吸收，导致测得的碳酸钙质量分数偏大；③当气泡停止产生时立即停止鼓入空气，B、C装置中还有部分二氧化碳，即生成的二氧化碳没有被装置D完全吸收，导致测得的碳酸钙质量分数偏小。
