八下尖子生培优八下3.4二氧化碳-性质与实验探究（答案）

3.4二氧化碳考点目录：考点一、二氧化碳的物理与化学性质考点二、二氧化碳验满与检验考点三、二氧化碳制取与收集实验装置(实验探究)考点四、二氧化碳解答与计算题习题训练：考点一、二氧化碳的物理与化学性质1.用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是(B)2.（2020八上·浙江期中）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【答案】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。

3.（2020八下·台州开学考）过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，常温下与二氧化碳发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2。现将沾有Na2O2固体的棉花放入如图所示的烧杯中，再缓慢向烧杯中倒入适量稀硫酸，使之与杯底的Na2CO3反应产生CO2气体，发现蜡烛火焰熄灭，沾有Na2O2固体的棉花燃烧起来。下列从实验获得的信息中，不正确的是（

）A.棉花具有可燃性

B.Na2O2与CO2反应放热，使温度达到棉花的着火点

C.CO2不支持蜡烛燃烧，但能支持棉花燃烧

D.棉花燃烧证明“可燃物、氧气、温度达到着火点”是燃烧必须同时具备的条件【答案】C【解析】A.棉花具有可燃性，故A正确不合题意；

B.Na2O2与CO2反应放热，使温度达到棉花的着火点，故B正确不合题意；

C.CO2不支持蜡烛燃烧，也不能支持棉花燃烧，故C错误符合题意；

D.棉花本身是可燃物，而其中的Na2O2和CO2反应会产生氧气，并放出热量，使棉花的温度达到着火点，这充分说明“可燃物、氧气、温度达到着火点”是燃烧必须同时具备的条件，故D正确不合题意。

4.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。下列能说明密度大于空气且能与水反应的现象是（B） A.①变红，③不变红 B.④比①先变红，②、③不红 C.①④变红，③不变红 D④变红，③不变红【解析】①④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。二氧化碳不能使石蕊变色，用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球②③都不变色，说明二氧化碳不能与石蕊反应；①④变红，是因为二氧化碳和水发生了化学反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使石蕊试液变红色，说明二氧化碳与水发生了反应。④比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气的大。5.（2019八下·三门期末）如图的集气瓶中充满二氧化碳气体，要使烧杯中的蜡烛熄灭，应进行的操作是________，这一操作是基于二氧化碳具有的________性质。【答案】去掉玻璃片，打开止水夹片；密度大于空气，且不能燃烧和不支持燃烧【解析】二氧化碳的密度比空气大，因此打开止水夹后，集气瓶中的二氧化碳会沿导气管向下运动沉积在烧杯底部。当二氧化碳到达蜡烛火焰的高度时，由于缺少氧气，因此蜡烛会熄灭，据此对二氧化碳是否能够燃烧和是否支持燃烧进行分析。【解答】如图的集气瓶中充满二氧化碳气体，要使烧杯中的蜡烛熄灭，应进行的操作是去掉玻璃片，打开止水夹片，这一操作是基于二氧化碳具有的密度大于空气，且不能燃烧和不支持燃烧的性质。6.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。考点二、二氧化碳验满与检验1.（2019八下·黄岩期末）证明汽水饮料中含有CO2气体，最合理的做法是（

）A.

B.

C.

D.【答案】C【解析】澄清石灰水遇到二氧化碳会变浑浊，因此若将汽水饮料通入装有澄清石灰水的液体中导致液体变浑浊则能证明汽水饮料中含有二氧化碳气体，C符合题意。

2.（2020八下·柯桥期末）如图是研究二氧化碳性质的创新实验，①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸。下列说法正确的是（

）A.装置A中滴加的稀盐酸可用稀硫酸代替，使实验现象更明显

B.装置B中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红

C.装置B中①③变红，②不变红是因为生成的CO2呈酸性，能使石蕊试纸变红色

D.装置C中点燃的蜡烛自上而下熄灭，说明CO2不支持燃烧【答案】B【解析】（1）大理石中的碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙沉淀，会覆盖在大理石表面，阻止反应的进一步进行；

（2）二氧化碳的密度比空气大，会先沉积在瓶底，然后随着二氧化碳的量不断增大，那么它所在的位置逐渐升高，因此肯定是下面的石蕊试纸先变色，上面的石蕊试纸后变色；

（3）二氧化碳本身没有酸性，它和水反应生成碳酸，是碳酸使石蕊试纸变色的；

（4）根据二氧化碳的密度比空气大分析。【解答】A.装置A中滴加的稀盐酸不能用稀硫酸代替，生成的硫酸钙会阻止反应的进一步进行，故A错误；

B.装置B中能说明二氧化碳密度比空气大的现象是③比①先变红，故B正确；

C.装置B中①③变红，②不变红是因为生成的CO2溶于水生成碳酸呈酸性，能使石蕊试纸变红色，故C错误；

D.装置C中点燃的蜡烛自下而上熄灭，说明CO2不支持燃烧，且密度比空气大，故D错误。

3.（2020八上·温州期中）在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。下图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是（

）A.加入药品

B.收集气体

C.检查装置气密性

D.验满【答案】D【解析】A.向试管内加入药品时，试剂瓶的标签要朝向手心，瓶塞要倒放在桌面上，故A正确不合题意；

B.二氧化碳的密度大于空气，因此使用向上排空气法收集，故B正确不合题意；

C.用手紧握试管，如果烧杯中导气管口出现气泡，那么装置的气密性良好，故C正确不合题意；

D.在进行验满时，应该将燃烧的小木条放在集气瓶口，而不能深入瓶内，故D错误符合题意。

4.现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体（如下图所示）：

（1）写出该反应的化学方程式。

（2）下图是制取二氧化碳的装置图，指出图中小试管A的作用。

（3）怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体。

【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）液封，防止二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出

（3）将一燃着的木条伸到集气瓶口，若木条火焰熄灭，则气体已集满

【解析】（1）大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（2）小试管的作用是使长颈漏斗的末端形成液封，防止生成的二氧化碳气体逸出。

（3）CO2的验满是将燃着的小木条放在瓶口，若木条熄灭，则证明已满了。考点三、二氧化碳制取与收集实验装置(实验探究)1.实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，而能用大理石粉末与稀硫酸反应制取二氧化碳。由此得出下列结论中，合理的是（

）A.能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应的条件有关

B.反应物之间的接触面积越大，越有利于反应的进行

C.块状大理石与大理石粉末的化学性质不同

D.块状大理石与大理石粉末中各元素原子间结合状况不同【答案】B【解析】块状大理石与稀硫酸反应生成微溶物质会覆盖在大理石表面阻碍反应持续进行，但用粉末状大理石则反应物间的接触面积增大，有利于反应的进行；

2.下列装置用于实验室制CO2，不能随开随用、随关随停的装置是（

）A.

B.

C.

D.【答案】B【解析】A、关闭止水夹，试管内气压增大，液体被压出试管，固液分离，打开止水夹后，固液接触，反应进行，C、D同理；

B、固体放在小试管中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应的发生和停止。

3.（2019八下·天台期末）学校某兴趣小组利用如图所示的微型实验装置进行探究实验。（1）先挤压右侧滴管并微热燃烧管，发现白磷燃烧而红磷不燃烧，原因是________。（2）再挤压左侧滴管，发现白磷停止燃烧，原因是________。（3）双球管中发生的分解反应是________（用化学方程式表示）。【答案】（1）温度达到白磷的着火点，没有达到红磷的着火点

（2）CO2不支持燃烧

（3）2H2O2MnO2【解析】（1）燃烧的条件：有可燃物；与氧气接触；达到着火点，比较二者哪个条件不同；

（2）物质的燃烧需要氧气参与，可从左侧试管的产物性质分析；

（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解为水和氧气，据此写出化学方程式。

【解答】（1）白磷和红磷都能燃烧、且都与氧气接触，当达到同一温度时白磷燃烧而红磷不燃烧，只能因为：温度达到白磷的着火点，没有达到红磷的着火点；

（2）稀盐酸与石灰石中的碳酸钙反应生成了二氧化碳气体，而它不燃烧也不支持燃烧，所以再挤压左侧滴管，发现白磷停止燃烧；

（3）双球管中发生的分解反应：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解为水和氧气，那么化学方程式为：2H2O2

MnO224.（2019八下·仙居期末）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。【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（2）50【解析】（1）根据二氧化碳和氢氧化钙能反应分析。（2）根据卡文迪许的结论进行分析。【解答】（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。

5.（2020八下·温州期末）二氧化碳能溶于水，实验室制取二氧化碳通常采用向上排空气法进行收集。用排水集气法能否收集到二氧化碳气体呢？小明利用如图甲装置进行实验装水（1）利用石灰石与稀盐酸来制取二氧化碳，气体发生装置应选择图乙中的________装置（2）当集气瓶中收集到半瓶二氧化碳时，关闭止水夹，静置一段时间后发现集气瓶中液面升高试解释其原因：________。（3）气体收集过程中，能观察到集气瓶中液面逐渐下降。小红认为二氧化碳能溶于水会减慢收集的速度。为了检验她的猜想，则应增设的一组实验为________【答案】（1）B

（2）二氧化碳溶于水，使瓶内气压变小，小于大气压，量筒中的水被压入瓶中

（3）集气瓶的水面盖有油层作为对照组（或装满油的集气瓶作对照组）重复上述实验【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置，根据气体的性质选择合适的收集方法；

（2）可从二氧化碳易溶于水的角度分析；

（3）既然二氧化碳易溶于水，那么设置对照组时，就要排除这个因素。因为二氧化碳不溶于油，所以可以将水面上加上油层或完全换成油。【解答】（1）反应物石灰石为固态，而稀盐酸为液态，不需要加热，因此选择“固液常温型”，即乙图中的B；

（2）当集气瓶中收集到半瓶二氧化碳时，关闭止水夹，静置一段时间后发现集气瓶中液面升高试解释其原因：二氧化碳溶于水，使瓶内气压变小，小于大气压，量筒中的水被压入瓶中。

（3）为了检验她的猜想，则应增设的一组实验为：集气瓶的水面盖有油层作为对照组（或装满油的集气瓶作对照组）重复上述实验。

6.（2020八下·仙居期末）科学是一门以实验为基础的学科。下面我们就实验室制取二氧化碳的收集问题作如下讨论：根据二氧化碳的性质，它可溶于水也能与水反应生成碳酸，通常采用排空气法收集而不用排水法收集。二氧化碳真的就不能用排水法收集吗？资料一：文献表明1体积水要完全溶解1体积二氧化碳，至少需要约7天的时间。如果是1天时间，则1体积水大约只能溶解1/3体积的二氧化碳。资料二：对任何气体的收集，凡能用排水法收集的气体，最好用排水法收集，这样既可以观察集气的快慢，又可以提高被收集气体的纯度。资料三：二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液。（1）你认为在中学科学实验中是否可以用排水法收集二氧化碳气体？并说出理由。（2）要使实验室收集二氧化碳的方法达到最优化，你是否还有更好的建议？【答案】（1）可以用排水法收集；理由是由于实验时间较短，二氧化碳溶解很少，且用排水法既可以观察集气的快慢，又可以提高二氧化碳的纯度

（2）由于二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液，所以可以用排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳。【解析】（1）从二氧化碳在水中的溶解量和溶解快慢，以及排水法收集二氧化碳的优点分析；

（2）如果使用排水法收集二氧化碳，那么尽量减小它在水中的溶解量，据此分析解答。

【解答】（1）我认为在中学科学实验中可以用排水法收集二氧化碳气体，理由是：由于实验时间较短，二氧化碳溶解很少；且用排水法既可以观察集气的快慢，又可以提高二氧化碳的纯度；

（2）由于二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液，所以可以用排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳。

7.（2020八下·青田期中）如图为实验制取某些常见气体的装置图，请回答下列问题。（1）甲烷是一种密度比空气小、难溶于水的气体。实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体共热制取甲烷，应选择的发生装置是________(选填装置编号)。若选用F装置用于排空气法收集甲烷，甲烷应从________端(选填“a”或“b”，下同)通入；若选用F装置用于排水法收集甲烷，瓶中先装满水，甲烷应从________端通入。（2）甲同学用B和D装置制取CO2气体，在收集CO2的时候如何验满？________；如何检验收集到的气体呢？写出相关化学方程式________；乙同学认为，也可以用G和D装置制取CO2气体，而且比甲的装置更好，你认为乙同学的理由是什么？________；如果实验室用G装置来制取O2，该装置还能够达到乙同学认为的作用吗？________。（填“能”或“不能”）【答案】（1）A；b；b

（2）将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则收集满了；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；可以控制反应的发生与停止；不能【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置。如果气体的密度大于空气，那么气体从短管进入；如果气体的密度大于空气，那么气体从长管进入。使用排水法收集气体时，依靠气体的压力将水排出，而水始终聚集在集气瓶的底部，因此气体应该从短管进入。

（2）根据二氧化碳验满的方法解答。二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊，即氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，据此写出反应的方程式。G中大理石放在隔板上，而稀盐酸在试管底部，一旦关闭弹簧夹，生成的二氧化碳不能排出会使试管内气压增大，从而将稀盐酸压回长颈漏斗，将大理石和稀盐酸分开，反应很快停止。实验室使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰只是催化剂，即使过氧化氢溶液与它分开，反应照样进行，不能停止，只是反应更慢一些。【解答】（1）无水醋酸钠和碱石灰都是固体，且反应需要加热，因此发生装置选取“固体加热型”，即A。

若选用F装置用于排空气法收集甲烷，因为甲烷密度比空气小，所以甲烷应从短管b通入。

若选用F装置用于排水法收集甲烷，瓶中先装满水，甲烷应从b端通入。

（2）收集CO2气体验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则收集满了。

检验二氧化碳气体的方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。

乙同学认为，也可以用G和D装置制取CO2气体，而且比甲的装置更好，理由是：可以控制反应的发生和停止。如果实验室用G装置来制取O2，该装置不能够达到乙同学认为的作用。8.（2019八下·滨江期末）化学兴趣小组测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量。为测定CO2的质量，他们想出了以下A、B、C三种方案，请填空以帮助他们完成设计方案：A.可称量反应前后物质总质量的减小量。B.可称量吸收CO2前后盛有氢氧化钠溶液容器质量的________（选填“增大”或“减小”）量。C.选用右下图________

装置可测量产生的CO2的________，再利用此时CO2的________，可计算CO2的质量。图中瓶内水面上油层的作用是________

。【答案】增大；左边；体积；密度；使水与二氧化碳分离【解析】B.二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，从而使氢氧化钠溶液的质量增大；

C.在使用排水法测量气体的体积时，是依靠气体产生的压力将瓶中的水压入量筒中，那么生成气体的体积和进入量筒中水的体积相同，因此不能让气体溶解在水中。已知密度和体积，根据公式m=ρV计算物质的质量。二氧化碳气体在水中的溶解度较大，而油层正好将二氧化碳和水分离，防止被吸收。【解答】B.可称量吸收CO2前后盛有氢氧化钠溶液容器质量的增大量；

C..选用右下图甲装置可测量产生的CO2的体积，再利用此时CO2的密度，可计算CO2的质量。图中瓶内水面上油层的作用是使水与二氧化碳分离。9.发现问题：研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水，吸收CO2用浓NaOH溶液。实验探究：在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液。实验装置和现象如图所示，请你一起参与。

甲

乙现象结论：甲装置中产生该实验现象的原因是(用化学方程式表示)________，解释通常用石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因________；乙装置中的实验现象是________，吸收CO2较多的装置是________。计算验证：另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量，Ca(OH)2大于NaOH。因此，他认为通常吸收CO2应该用饱和石灰水思考评价：请你对小李同学的结论进行评价：________。【答案】CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；CO2与石灰水作用有明显实验现象，而与NaOH作用无明显现象；气球体积增大，溶液不变浑浊；乙；不正确，因为Ca(OH)2的溶解度很小，所形成的饱和石灰水中溶质的质量分数很小【解析】甲装置中二氧化碳与石灰水反应，压强会变小，所以石灰水会变浑浊且气球变大，反应方程式为CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；因CO2与石灰水作用有明显实验现象，而与NaOH作用无明显现象，所以检验时用石灰水不用氢氧化钠溶液；乙中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，装置内压强会变小，所以气体会变大，因氢氧化钠溶液浓度大，所以乙吸收二氧化碳较多；因为氢氧化钙为微溶物质，形成的饱和溶液的质量分数很小，所以吸收二氧化碳应用氢氧化钠溶液；

10.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，其实验步骤及装置如下：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。（1）试剂瓶中加入的水应是

。A.蒸馏水

B.自来水（2）推动活塞时应尽量缓慢，其目的是________（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________体积的二氧化碳。【答案】（1）A

（2）使二氧化碳充分溶解

（3）0.6【解析】该题主要考查实验的操作及通过转换法得出相应得结论；【解答】(1)为了避免杂质影响实验，试剂瓶中加入的水应是蒸馏水；故答案为：蒸馏水；

(2)为了使二氧化碳充分溶解，推动活塞时应尽量缓慢；故答案为：使二氧化碳充分溶解；

(3)当向水中注入CO2气体