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初中浙教版第4节 二氧化碳学案
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这是一份初中浙教版第4节 二氧化碳学案，文件包含34二氧化碳原卷版docx、34二氧化碳解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共34页， 欢迎下载使用。
【知识点全掌握】
一、二氧化碳
1、物理性质：二氧化碳在常温下是无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固态二氧化碳叫“干冰”，可作为致冷剂。
2、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。（碳酸具有酸性，能使紫色石蕊试液变红色）CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定，受热会分解： H2CO3CO2↑+H2O
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应，生成白色的碳酸钙沉淀，从而使澄清石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O （利用这一反应可以检验二氧化碳。）
(5)与氢氧化钠反应，生成无色透明溶液，（利用这一反应可以吸收二氧化碳）2NaOH + CO2== Na2CO3+H2O
3、制取原理：利用碳酸钙（石灰石或大理石的主要成分）和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
4、应用：植物光合作用的原料、灭火的良好材料
二、二氧化碳的制取
1、药品及反应原理
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
2、收集方法：向上排空气法，原因是二氧化碳密度比空气略大。不适合用排水法收集，但不是说一定不能用排水法收集
3、验满：用燃着的木条放在瓶口看是否熄灭。
4、注意：实验室制取CO2不能用硫酸替代盐酸！原因会生成CaSO4微溶物阻碍继续反应。
5、二氧化碳的工业制法：高温煅烧石灰石
三、制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
四、制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
【例题精析】
（2020•杭州）小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验，观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【解答】解：A、实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水，硫酸钙为微溶物，覆盖在块状大理石表面不利于反应进行，A错误；
B、二氧化碳密度比空气大，所以采用向上排空气法收集，B正确；
C、蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集，说明二氧化碳密度比空气大，C正确；
D、蜡烛熄灭，证明二氧化碳不支持燃烧，D正确；
故选：A。
（2019•台州）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．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
【解答】解：A．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，故A错误；
B．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，故B错误；
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳覆盖在蜡烛表面，隔绝了空气，故C错误；
D．由题干所给装置可知，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，故D正确。
故选：D。
（2022•绍兴）科学是一门以实验为基础的学科，以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 B （填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好 。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 能溶于水且与水反应 的性质。
【解答】解：（1）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，所以选用装置B；
（2）检验装置B的气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好；
（3）二氧化碳能溶于水且与水反应，因此若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小。
故答案为：
（1）B；
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好；
（3）能溶于水且与水反应。
（2022•舟山）在学习二氧化碳性质时，小舟进行如下探究：
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的 C （填字母）作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中（如图丙），预期观察到的现象是 蜡烛自下而上复燃 。
【解答】（1）用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，属于固液常温型制备气体，要得到平稳的气流，应控制液体的滴加速率，应选择图甲中的C，能通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率；故答案为C；
（2）氧气具有助燃性，将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中，氧气的密度比空气的大，且能支持燃烧，因此能观察到蜡烛自下而上复燃，故答案为蜡烛自下而上复燃。
（2022•舟山）我国政府承诺在2060年前实现碳中和，为此，控制碳排放和增加碳吸收都至关重要。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图是海洋吸收二氧化碳的三种方式。
（1）自然溶解：大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 冬 季。
（2）植物固碳：近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是 植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长 。
（3）碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了多少亿吨碳元素？ 0.456亿吨
【解答】（1）根据“研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多”，冬季温度最低，可知，一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季；
（2）植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长；故答案为植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长；
（3）根据碳酸钙的化学式CaCO3可知，碳元素的质量分数为1240+12+16×3×100%＝12%，所以碳元素的质量m＝4亿吨×95%×12%＝0.456亿吨；答：该地贝壳堤固定了0.456亿吨碳元素。
故答案为：
（1）冬
（2）海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长
（3）0.456亿吨
（2021•浙江）目前，全球平均气温较工业化前已上升了1.1℃，其主要原因是自然界中的碳平衡被破坏。2020年9月22日，我国政府承诺：中国将力争于2030年前实现CO2排放达到峰值，2060年前实现碳中和，即通过各种方式抵消排放的CO2量，重新实现碳平衡，如图是碳循环和碳中和策略的示意图。
（1）人类进入工业化社会后，化石燃料的大量使用是碳平衡被破坏的主要原因之一。对此可采取的碳中和策略②有 减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等 。
（2）要实现我国政府提出的目标，除图中策略外，还可用化学方法人工捕获，如将空气通入氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和水。写出用氢氧化钾捕获CO2的化学方程式 2KOH+CO2═K2CO3+H2O 。
（3）2020年12月下旬，我国部分地区出现多年未遇的极寒天气，因此有人质疑：今年天气这么冷，地球气温真的在上升吗？对于这样的质疑，你是否认同？并说明理由 不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升 。
【解答】解：（1）人类进入工业化社会后，化石燃料的大量使用是碳平衡被破坏的主要原因之一，对此可采取的碳中和策略②有减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等。
故填：减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等。
（2）氢氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和水，反应的化学方程式：2KOH+CO2═K2CO3+H2O。
故填：2KOH+CO2═K2CO3+H2O。
（3）不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升。
故填：不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升。
【习题巩固】
一．选择题（共7小题）
1．二氧化碳是我们学习过的一种重要物质，以下关于二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．人工降雨是利用二氧化碳的化学性质
B．二氧化碳难溶于水
C．二氧化碳的固体可以用作制冷剂
D．泡沫灭火器能喷射出大量二氧化碳和泡沫，适合扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾
【解答】解：A、人工降雨是利用了固态二氧化碳升华吸热，此性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于二氧化碳的物理性质，选项说法错误；
B、二氧化碳能溶于水，选项说法错误；
C、二氧化碳的固体易升华，会吸收大量的热，可以用作制冷剂，选项说法正确；
D、泡沫灭火器还会产生水以及有腐蚀性的物质，不能用于图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾的扑救，以防造成图书档案、贵重设备、精密仪器的损坏，选项说法错误。
故选：C。
2．下列有关二氧化碳的一些实验，不正确的是（ ）
A．制取B．收集
C．验满D．性质检验
【解答】解：A、实验室里可用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，该反应属于固液常温型，可用图示装置来制取二氧化碳，故选项说法正确。
B、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法来收集，而不能用向下排空气法来收集，故选项说法错误。
C、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此二氧化碳验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满，故选项说法正确。
D、将二氧化碳通入盛有石蕊试液的试管中观察到溶液由紫色变成红色，说明二氧化碳能与水反应生成酸，故选项说法正确。
故选：B。
3．2022冬奥会将绿色、低碳发挥到了新的高度。被称为“冰丝带”的国家速滑馆，也是冬奥会在北京市区唯一新建场馆。“冰丝带”和五棵松体育中心等场馆选用了二氧化碳跨临界制冷系统，冰面温差控制在0.5℃以内，碳排放量接近于零。文中说到“低碳”和“碳排放量接近于零”，两处说的“碳”指的是（ ）
A．碳元素B．碳单质C．碳酸盐D．二氧化碳
【解答】解：“低碳”和“碳排放量接近于零”，两处说的“碳”指的是二氧化碳。
故选：D。
4．二氧化碳是一种常见的物质，下列关于二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．制取：实验室制取可用大理石和稀硫酸做原料
B．验满：把燃着的火柴放到集气瓶内，观察火柴是否熄灭
C．性质：有毒，不能燃烧，也不支持燃烧
D．用途：可做气体肥料，提高植物光合作用的强度
【解答】解：A、不能用稀硫酸制取二氧化碳，是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，硫酸钙微溶于水，包裹在碳酸钙表面，阻止反应进行，该选项不正确。
B、二氧化碳密度比空气大，验满时，应该把燃着的火柴放到集气瓶口处，观察火柴是否熄灭，该选项不正确。
C、二氧化碳无毒，该选项不正确。
D、光合作用过程中二氧化碳和水反应生成有机物和氧气，因此二氧化碳可做气体肥料，提高植物光合作用的强度，该选项正确。
故选：D。
5．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
【解答】解：A、石灰石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在石灰石表面，阻止反应进一步进行，装置A中滴加的稀盐酸若用稀硫酸代替，实验现象更不明显，故选项错误。
B、喷水的石蕊试纸变红，且③比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气的大，故选项说法正确。
C、①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸，②不变红，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色；①③变红，是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性，能使石蕊试纸变红色，故选项说法错误。
D、装置C中点燃的蜡烛应该自下而上熄灭，说明二氧化碳的密度比空气的大，蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能支持燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
6．小黄在实验制取并收集了一瓶二氧化碳气体，他利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验。下列说法正确的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验所用的二氧化碳气体可用向上排空气法收集
C．实验中蜡烛自上往下依次熄灭
D．蜡烛熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的温度
【解答】解：A、块状大理石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在块状大理石表面，阻止反应进一步进行，故选项说法错误。
B、二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，故选项说法正确。
C、实验中蜡烛自下往上依次熄灭，故选项说法错误。
D、蜡烛熄灭，是因为二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
7．如图所示是自然界中一个简单的碳循环过程，对于该过程理解正确的是（ ）
A．有树叶掉落会导致大气中的二氧化碳明显增加
B．动植物的呼吸作用为地球大气提供了所有的二氧化碳
C．植物只能通过光合作用将大气中的碳元素转移到体内
D．植物体内的有机物只能通过自身的呼吸作用转化为二氧化碳
【解答】解：A、我国的北方是冬天，许多树叶掉落，分解者会分解落叶产生二氧化碳的，落叶使植物光合作用降低，会使二氧化碳增加，A正确。
B、动植物的呼吸作用、含碳燃料的燃烧等是大气中二氧化碳的主要来源，B错误。
C、碳元素可以通过根吸收进入植物体内的，C错误。
D、植物体内的有机物可以通过燃烧转化为二氧化碳，D错误。
故选：A。
二．填空题（共2小题）
8．做科学实验应提倡绿色环保。如图为某种“微型”实验装置，实验使用药品的量少，产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验CO2”的实验只消耗了0.73克10%的盐酸。
（1）“微型塑料滴管”相当于 B （填字母）。
A．长颈漏斗
B．分液漏斗
C．细口瓶
D．量筒
（2）写出玻璃W管中B处发生的化学反应方程式是 Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O 。
【解答】解：（1）“微型塑料滴管”可以通过用手捏控制滴加液体的速率，相当于分液漏斗，故选：B；
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
故答案为：
（1）B；
（2）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
9．“碳捕捉技术”是通过一定的方法，将工业生产中产生的二氧化碳分离出来并加以利用，某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳，其基本过程如下（部分条件及物质未标出）。请回答下列有关问题：
（1）“捕捉室”中发生反应的化学方程式为： 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
（2）在整个“捕捉”过程中，可以循环利用的物质是 氧化钙、氢氧化钠 。
【解答】解：（1）捕捉室中含有氢氧化钠溶液，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故答案为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（2）在循环的过程中，氧化钙和氢氧化钠都可以循环利用，故答案为：氧化钙、氢氧化钠。
三．实验探究题（共5小题）
10．二氧化碳产生的速度不同，用途也会有所不同。例如灭火需要快速产生二氧化碳。某兴趣小组利用秒表、石灰石、4%的稀盐酸等测量二氧化碳产生的速率，实验装置如图所示。
实验步骤如下：
①组装好实验器材；
②检查装置的气密性；
③在锥形瓶中加入2克石灰石，再向锥形瓶中加入50mL稀盐酸，立即关闭分液漏斗的活塞；
④记录？；
⑤重复上述实验。
（1）步骤②中检查装置气密性的具体方法是 封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好 。
（2）步骤④中“？”为 注射器中二氧化碳的体积 。
（3）下列会引起所测的反应速率偏小的有 ABD 。
A.锥形瓶内有二氧化碳残留
B.注射器内的活塞和筒壁存在摩擦
C.盐酸有挥发
D.二氧化碳可溶于水
【解答】解：（1）步骤②中检查装置气密性的具体方法是：封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好；
（2）步骤④中“？”为：注射器中二氧化碳的体积；
（3）A、锥形瓶内有二氧化碳残留，收集的二氧化碳偏小，引起所测的反应速率偏小，故正确；
B、注射器内的活塞和筒壁存在摩擦，活塞移动慢，引起所测的反应速率偏小，故正确；
C.、盐酸有挥发，引起所测的反应速率偏快，故错误；
D、二氧化碳可溶于水，收集的二氧化碳偏小，引起所测的反应速率偏小，故正确。
故选：ABD。
故答案为：（1）封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好；
（2）注射器中二氧化碳的体积；
（3）ABD。
11．二氧化碳在空气中的含量不多，但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途，进行了下列实验。
（1）利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，若要产生平稳的气流，顺利完成实验，应选择装置甲还是装置乙，说明理由 乙，分液漏斗可以控制反应的速率 ；若你选择的装置与丙装置相连，当观察到蜡烛自下而上熄灭时，可以验证二氧化碳具有的性质是 密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 。
（2）如图丁所示实验：观察到蜡烛自下而上熄灭；如果改变二氧化碳的倾倒方向，如图戊所示实验：观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象，能否反映出二氧化碳相同的性质 能，可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧 。
（3）为验证碳酸饮料（汽水）中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中，观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色，该同学得出结论：该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑：认为小明同学的实验不严密，汽水中含有柠檬酸，可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管，而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动；
①查阅资料：柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温下稳定，熔点153℃，熔化后、沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步简单的实验操作，确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是 稍微加热，溶液由红色变为紫色 。
【解答】解：（1）选择装置乙可以得到平稳的气流，因为分液漏斗可以控制反应的速率，当观察到蜡烛自下而上熄灭时，可以验证二氧化碳具有的性质是密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，故答案为：乙，分液漏斗可以控制反应的速率；密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧；
（2）两个烧杯中的蜡烛都会熄灭，因此都可以得出二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，故答案为：能，可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧；
（3）碳酸易分解，而柠檬酸分解温度约为175℃，因此可以对试管进行稍微加热，观察到溶液由红色变为紫色，说明不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色，故答案为：稍微加热，溶液由红色变为紫色。
12．小科对教材中“探究二氧化碳性质”的相关实验装置进行了如图的改进。当小科通入二氧化碳一段时间后，可观察到：
（1）试管A内溶液的颜色呈 红 色，
（2）试管B处的澄清石灰水变浑浊，反应的文字表达式是 二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水 ，
（3）烧杯C中 下面 （选项“上面”或“下面”）的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是 密度比空气大 。
【解答】解：（1）试管A内溶液的颜色呈红色，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色。
故答案为：红。
（2）试管B处的澄清石灰水变浑浊，是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的文字表达式是二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
故答案为：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
（3）烧杯C中下面的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是密度比空气大。
故答案为：下面；密度比空气大。
13．小王对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？
（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行 。
（2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有 不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应 的性质。
（3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 快 （选填“快”或“慢”），但差距不大。
（4）根据实验结果得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
【解答】解：（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行。
（2）因为二氧化碳能溶于水和水反应，要根据排出液体的体积测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。
（3）由图丁的两条曲线可知，在0﹣300s内，反应I的曲线在反应Ⅱ的上方一点点，所以反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快，但差距不大。
故答案为：
（1）生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行；
（2）不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应；
（3）快。
14．如图甲是小潘同学设计的制取并收集二氧化碳的装置图，小王同学认为甲图设计有问题，于是设计制取二氧化碳的装置（仪器的固定装置已经省略）如图乙所示。这个装置既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。
（1）如图甲所示，小潘同学设计的实验装置问题是： 长颈漏斗没有伸入液面以下，导管伸入集气瓶过短 。
（2）用乙装置进行实验，实验开始后，关闭K2，打开K1，可观察到B中的现象为： 紫色石蕊溶液变红 。
（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是： 不支持燃烧，密度大于空气 。
（4）实验开始后，关闭K1，打开K2，发现D中的澄清石灰水变浑浊，写出该反应方程式 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。
【解答】（1）长颈漏斗没有伸入液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，收集气体时，导管应该伸入到集气瓶底部，故答案为：长颈漏斗没有伸入液面以下，导管伸入集气瓶过短；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，关闭K2，打开K1，二氧化碳进入到B中，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸可以使紫色石蕊溶液变红，故答案为：紫色石蕊溶液变红；
（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧且密度大于空气，故答案为：不支持燃烧，密度大于空气；
（4）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
四．解答题（共3小题）
15．酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份，如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中，用带有导管的瓶塞塞紧，导管分别通入澄清石灰水中，并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
（1）乙烧瓶内最后的产物是 二氧化碳 。
（2）从理论上推测，哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊？请说明理由 甲，酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸 。
【解答】解：（1）乙烧瓶内的酵母菌进行无氧呼吸，将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，并释放少量的能量；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以乙烧瓶内的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；故答案为：二氧化碳；
（2）酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸，由此可见甲装置中的石灰水比乙装置中的石灰水变浑浊的速度要快，故答案为：甲，酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸。
16．揭开“屠狗洞”的秘密：意大利那不勒斯有个奇怪的山洞，人走进这个山洞安然无恙，而狗走进洞里就一命呜呼，因此，当地居民就称之为“屠狗洞”。迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。为了揭开“屠狗洞”的秘密，一位名叫波尔曼的科学家来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找，始终没有找到什么“屠狗妖”，只见岩洞上倒悬许多钟乳石，地上丛生着石笋，并且有很多从潮湿的地上冒出来的气泡。波尔曼透过这些现象经过科学的推理终于揭开了其中的奥秘。
波尔曼有相关的资料分享给大家：
资料一：钟乳石和石笋构成的岩洞也叫石灰岩岩洞。石灰岩的主要成分是碳酸钙，它在地下深处高温下分解会产生生石灰（主要成分是CaO）和二氧化碳气体。
资料二：二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应，生成可溶性的碳酸氢钙，而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的，这两个反应的化学方程式如下：
CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；Ca（HCO3）2＝CaCO3↓+CO2↑+H2O
请你运用所学知识，结合波尔曼的相关资料写出其“科学的推理”，从而揭示“人走进这个山洞安然无恙，而狗走进洞里就一命呜呼”的秘密。
【解答】解：碳酸钙在地下深处高温下分解会产生生石灰（主要成分是CaO）和二氧化碳气体，二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应，生成可溶性的碳酸氢钙，而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的，这两个反应的化学方程式如下：CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；Ca（HCO3）2＝CaCO3↓+CO2↑+H2O，所以造成洞内二氧化碳浓度较大，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，在下方聚集，狗比较矮，所以吸入的主要是二氧化碳，二氧化碳不供给呼吸，因此狗窒息死亡。
故答案为：洞内二氧化碳浓度较大，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，在下方聚集，狗比较矮，所以吸入的主要是二氧化碳，二氧化碳不供给呼吸，因此狗窒息死亡。
17．绿色植物的呼吸作用会产生二氧化碳，某同学猜想：种子的萌发过程可能也会产生二氧化碳，他设计了如图的实验装置。打开D装置中的阀门，水位下降，空气就会依次进入装置。（A装置的作用是完全吸收空气中的二氧化碳）
（1）A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳，对后续实验的作用是 防止对检验二氧化碳产生干扰 。
（2）如果观察到 C中澄清石灰水变浑浊 现象，则小明的猜想是正确的。
【解答】解：（1）A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳，对后续实验的作用是防止对检验二氧化碳产生干扰。
故答案为：防止对检验二氧化碳产生干扰。
（2）如果观察到C中澄清石灰水变浑浊，说明呼吸作用过程中产生二氧化碳，则小明的猜想是正确的。
故答案为：C中澄清石灰水变浑浊。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2
CO2、O2
CO2
注意事项
①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制，随关随停
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
典型气体
O2
O2、CO2
H2
O2等
【知识点全掌握】
一、二氧化碳
1、物理性质：二氧化碳在常温下是无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。固态二氧化碳叫“干冰”，可作为致冷剂。
2、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。（碳酸具有酸性，能使紫色石蕊试液变红色）CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定，受热会分解： H2CO3CO2↑+H2O
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应，生成白色的碳酸钙沉淀，从而使澄清石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O （利用这一反应可以检验二氧化碳。）
(5)与氢氧化钠反应，生成无色透明溶液，（利用这一反应可以吸收二氧化碳）2NaOH + CO2== Na2CO3+H2O
3、制取原理：利用碳酸钙（石灰石或大理石的主要成分）和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
4、应用：植物光合作用的原料、灭火的良好材料
二、二氧化碳的制取
1、药品及反应原理
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
2、收集方法：向上排空气法，原因是二氧化碳密度比空气略大。不适合用排水法收集，但不是说一定不能用排水法收集
3、验满：用燃着的木条放在瓶口看是否熄灭。
4、注意：实验室制取CO2不能用硫酸替代盐酸！原因会生成CaSO4微溶物阻碍继续反应。
5、二氧化碳的工业制法：高温煅烧石灰石
三、制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
四、制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
【例题精析】
（2020•杭州）小金通过实验室制取和收集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验，观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【解答】解：A、实验室常采用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙和水，硫酸钙为微溶物，覆盖在块状大理石表面不利于反应进行，A错误；
B、二氧化碳密度比空气大，所以采用向上排空气法收集，B正确；
C、蜡烛自下而上熄灭说明二氧化碳先在底部聚集而后向上聚集，说明二氧化碳密度比空气大，C正确；
D、蜡烛熄灭，证明二氧化碳不支持燃烧，D正确；
故选：A。
（2019•台州）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．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
【解答】解：A．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，故A错误；
B．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，故B错误；
C．蜡烛会熄灭，是因为二氧化碳覆盖在蜡烛表面，隔绝了空气，故C错误；
D．由题干所给装置可知，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，故D正确。
故选：D。
（2022•绍兴）科学是一门以实验为基础的学科，以下是实验室制取、收集、测量气体体积的常用装置。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置可以选择 B （填字母）。
（2）检查装置B气密性的方法是：先关闭止水夹，然后 向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好 。
（3）若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小，原因可能是二氧化碳具有 能溶于水且与水反应 的性质。
【解答】解：（1）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，所以选用装置B；
（2）检验装置B的气密性的方法是：先关闭止水夹，然后向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好；
（3）二氧化碳能溶于水且与水反应，因此若用装置C测反应生成的二氧化碳体积，测得的体积比理论值小。
故答案为：
（1）B；
（2）向长颈漏斗中加入适量的水，若液面形成高度差且一段时间后，高度差不变，则气密性良好；
（3）能溶于水且与水反应。
（2022•舟山）在学习二氧化碳性质时，小舟进行如下探究：
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的 C （填字母）作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后，小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中（如图丙），预期观察到的现象是 蜡烛自下而上复燃 。
【解答】（1）用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体，属于固液常温型制备气体，要得到平稳的气流，应控制液体的滴加速率，应选择图甲中的C，能通过分液漏斗控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率；故答案为C；
（2）氧气具有助燃性，将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中，氧气的密度比空气的大，且能支持燃烧，因此能观察到蜡烛自下而上复燃，故答案为蜡烛自下而上复燃。
（2022•舟山）我国政府承诺在2060年前实现碳中和，为此，控制碳排放和增加碳吸收都至关重要。研究发现，除了陆地植物固碳外，海洋也是重要的固碳之地，如图是海洋吸收二氧化碳的三种方式。
（1）自然溶解：大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 冬 季。
（2）植物固碳：近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是 植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长 。
（3）碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了多少亿吨碳元素？ 0.456亿吨
【解答】（1）根据“研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多”，冬季温度最低，可知，一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季；
（2）植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长；故答案为植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长；
（3）根据碳酸钙的化学式CaCO3可知，碳元素的质量分数为1240+12+16×3×100%＝12%，所以碳元素的质量m＝4亿吨×95%×12%＝0.456亿吨；答：该地贝壳堤固定了0.456亿吨碳元素。
故答案为：
（1）冬
（2）海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长
（3）0.456亿吨
（2021•浙江）目前，全球平均气温较工业化前已上升了1.1℃，其主要原因是自然界中的碳平衡被破坏。2020年9月22日，我国政府承诺：中国将力争于2030年前实现CO2排放达到峰值，2060年前实现碳中和，即通过各种方式抵消排放的CO2量，重新实现碳平衡，如图是碳循环和碳中和策略的示意图。
（1）人类进入工业化社会后，化石燃料的大量使用是碳平衡被破坏的主要原因之一。对此可采取的碳中和策略②有 减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等 。
（2）要实现我国政府提出的目标，除图中策略外，还可用化学方法人工捕获，如将空气通入氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和水。写出用氢氧化钾捕获CO2的化学方程式 2KOH+CO2═K2CO3+H2O 。
（3）2020年12月下旬，我国部分地区出现多年未遇的极寒天气，因此有人质疑：今年天气这么冷，地球气温真的在上升吗？对于这样的质疑，你是否认同？并说明理由 不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升 。
【解答】解：（1）人类进入工业化社会后，化石燃料的大量使用是碳平衡被破坏的主要原因之一，对此可采取的碳中和策略②有减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等。
故填：减少化石燃料的使用，对化石燃料进行综合利用等。
（2）氢氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和水，反应的化学方程式：2KOH+CO2═K2CO3+H2O。
故填：2KOH+CO2═K2CO3+H2O。
（3）不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升。
故填：不认同，是因为今年天气很冷，只是持续一段时间，从总体上说，近年来大气温度持续螺旋式上升。
【习题巩固】
一．选择题（共7小题）
1．二氧化碳是我们学习过的一种重要物质，以下关于二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．人工降雨是利用二氧化碳的化学性质
B．二氧化碳难溶于水
C．二氧化碳的固体可以用作制冷剂
D．泡沫灭火器能喷射出大量二氧化碳和泡沫，适合扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾
【解答】解：A、人工降雨是利用了固态二氧化碳升华吸热，此性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于二氧化碳的物理性质，选项说法错误；
B、二氧化碳能溶于水，选项说法错误；
C、二氧化碳的固体易升华，会吸收大量的热，可以用作制冷剂，选项说法正确；
D、泡沫灭火器还会产生水以及有腐蚀性的物质，不能用于图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾的扑救，以防造成图书档案、贵重设备、精密仪器的损坏，选项说法错误。
故选：C。
2．下列有关二氧化碳的一些实验，不正确的是（ ）
A．制取B．收集
C．验满D．性质检验
【解答】解：A、实验室里可用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，该反应属于固液常温型，可用图示装置来制取二氧化碳，故选项说法正确。
B、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法来收集，而不能用向下排空气法来收集，故选项说法错误。
C、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此二氧化碳验满时可将带火星的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满，故选项说法正确。
D、将二氧化碳通入盛有石蕊试液的试管中观察到溶液由紫色变成红色，说明二氧化碳能与水反应生成酸，故选项说法正确。
故选：B。
3．2022冬奥会将绿色、低碳发挥到了新的高度。被称为“冰丝带”的国家速滑馆，也是冬奥会在北京市区唯一新建场馆。“冰丝带”和五棵松体育中心等场馆选用了二氧化碳跨临界制冷系统，冰面温差控制在0.5℃以内，碳排放量接近于零。文中说到“低碳”和“碳排放量接近于零”，两处说的“碳”指的是（ ）
A．碳元素B．碳单质C．碳酸盐D．二氧化碳
【解答】解：“低碳”和“碳排放量接近于零”，两处说的“碳”指的是二氧化碳。
故选：D。
4．二氧化碳是一种常见的物质，下列关于二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．制取：实验室制取可用大理石和稀硫酸做原料
B．验满：把燃着的火柴放到集气瓶内，观察火柴是否熄灭
C．性质：有毒，不能燃烧，也不支持燃烧
D．用途：可做气体肥料，提高植物光合作用的强度
【解答】解：A、不能用稀硫酸制取二氧化碳，是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，硫酸钙微溶于水，包裹在碳酸钙表面，阻止反应进行，该选项不正确。
B、二氧化碳密度比空气大，验满时，应该把燃着的火柴放到集气瓶口处，观察火柴是否熄灭，该选项不正确。
C、二氧化碳无毒，该选项不正确。
D、光合作用过程中二氧化碳和水反应生成有机物和氧气，因此二氧化碳可做气体肥料，提高植物光合作用的强度，该选项正确。
故选：D。
5．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
【解答】解：A、石灰石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在石灰石表面，阻止反应进一步进行，装置A中滴加的稀盐酸若用稀硫酸代替，实验现象更不明显，故选项错误。
B、喷水的石蕊试纸变红，且③比①先变红，说明二氧化碳的密度比空气的大，故选项说法正确。
C、①③为湿润的紫色石蕊试纸，②为干燥的紫色石蕊试纸，②不变红，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色；①③变红，是因为二氧化碳与水反应生成的碳酸呈酸性，能使石蕊试纸变红色，故选项说法错误。
D、装置C中点燃的蜡烛应该自下而上熄灭，说明二氧化碳的密度比空气的大，蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能支持燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
6．小黄在实验制取并收集了一瓶二氧化碳气体，他利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验。下列说法正确的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验所用的二氧化碳气体可用向上排空气法收集
C．实验中蜡烛自上往下依次熄灭
D．蜡烛熄灭，是因为二氧化碳降低了蜡烛的温度
【解答】解：A、块状大理石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在块状大理石表面，阻止反应进一步进行，故选项说法错误。
B、二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，故选项说法正确。
C、实验中蜡烛自下往上依次熄灭，故选项说法错误。
D、蜡烛熄灭，是因为二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，故选项说法错误。
故选：B。
7．如图所示是自然界中一个简单的碳循环过程，对于该过程理解正确的是（ ）
A．有树叶掉落会导致大气中的二氧化碳明显增加
B．动植物的呼吸作用为地球大气提供了所有的二氧化碳
C．植物只能通过光合作用将大气中的碳元素转移到体内
D．植物体内的有机物只能通过自身的呼吸作用转化为二氧化碳
【解答】解：A、我国的北方是冬天，许多树叶掉落，分解者会分解落叶产生二氧化碳的，落叶使植物光合作用降低，会使二氧化碳增加，A正确。
B、动植物的呼吸作用、含碳燃料的燃烧等是大气中二氧化碳的主要来源，B错误。
C、碳元素可以通过根吸收进入植物体内的，C错误。
D、植物体内的有机物可以通过燃烧转化为二氧化碳，D错误。
故选：A。
二．填空题（共2小题）
8．做科学实验应提倡绿色环保。如图为某种“微型”实验装置，实验使用药品的量少，产生的废弃物也少。用该仪器完成“制取并检验CO2”的实验只消耗了0.73克10%的盐酸。
（1）“微型塑料滴管”相当于 B （填字母）。
A．长颈漏斗
B．分液漏斗
C．细口瓶
D．量筒
（2）写出玻璃W管中B处发生的化学反应方程式是 Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O 。
【解答】解：（1）“微型塑料滴管”可以通过用手捏控制滴加液体的速率，相当于分液漏斗，故选：B；
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
故答案为：
（1）B；
（2）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。
9．“碳捕捉技术”是通过一定的方法，将工业生产中产生的二氧化碳分离出来并加以利用，某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳，其基本过程如下（部分条件及物质未标出）。请回答下列有关问题：
（1）“捕捉室”中发生反应的化学方程式为： 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
（2）在整个“捕捉”过程中，可以循环利用的物质是 氧化钙、氢氧化钠 。
【解答】解：（1）捕捉室中含有氢氧化钠溶液，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故答案为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（2）在循环的过程中，氧化钙和氢氧化钠都可以循环利用，故答案为：氧化钙、氢氧化钠。
三．实验探究题（共5小题）
10．二氧化碳产生的速度不同，用途也会有所不同。例如灭火需要快速产生二氧化碳。某兴趣小组利用秒表、石灰石、4%的稀盐酸等测量二氧化碳产生的速率，实验装置如图所示。
实验步骤如下：
①组装好实验器材；
②检查装置的气密性；
③在锥形瓶中加入2克石灰石，再向锥形瓶中加入50mL稀盐酸，立即关闭分液漏斗的活塞；
④记录？；
⑤重复上述实验。
（1）步骤②中检查装置气密性的具体方法是 封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好 。
（2）步骤④中“？”为 注射器中二氧化碳的体积 。
（3）下列会引起所测的反应速率偏小的有 ABD 。
A.锥形瓶内有二氧化碳残留
B.注射器内的活塞和筒壁存在摩擦
C.盐酸有挥发
D.二氧化碳可溶于水
【解答】解：（1）步骤②中检查装置气密性的具体方法是：封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好；
（2）步骤④中“？”为：注射器中二氧化碳的体积；
（3）A、锥形瓶内有二氧化碳残留，收集的二氧化碳偏小，引起所测的反应速率偏小，故正确；
B、注射器内的活塞和筒壁存在摩擦，活塞移动慢，引起所测的反应速率偏小，故正确；
C.、盐酸有挥发，引起所测的反应速率偏快，故错误；
D、二氧化碳可溶于水，收集的二氧化碳偏小，引起所测的反应速率偏小，故正确。
故选：ABD。
故答案为：（1）封闭右端管口，通过分液漏斗注水，浸没下端管口后，漏斗中形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好；
（2）注射器中二氧化碳的体积；
（3）ABD。
11．二氧化碳在空气中的含量不多，但用途广泛。某小组同学为验证二氧化碳的性质和用途，进行了下列实验。
（1）利用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，若要产生平稳的气流，顺利完成实验，应选择装置甲还是装置乙，说明理由 乙，分液漏斗可以控制反应的速率 ；若你选择的装置与丙装置相连，当观察到蜡烛自下而上熄灭时，可以验证二氧化碳具有的性质是 密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 。
（2）如图丁所示实验：观察到蜡烛自下而上熄灭；如果改变二氧化碳的倾倒方向，如图戊所示实验：观察到蜡烛自上而下熄灭。这两个截然相反的实验现象，能否反映出二氧化碳相同的性质 能，可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧 。
（3）为验证碳酸饮料（汽水）中含有二氧化碳气体。小明同学利用如图己所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管的另一端伸入装有少量紫色石蕊试液的试管中，观察到试管内紫色石蕊试液变成了红色，该同学得出结论：该汽水中含有二氧化碳。
【反思评价】该小组同学中有同学对小明同学的实验提出了质疑：认为小明同学的实验不严密，汽水中含有柠檬酸，可能是该汽水中的柠檬酸随气体气流进入试管，而引起紫色石蕊试液的变色。
【继续实验】针对提出的质疑该小组同学继续开展下列活动；
①查阅资料：柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温下稳定，熔点153℃，熔化后、沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬、柑橘中含有柠檬酸。
②小明同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步简单的实验操作，确认了不是因为柠檬酸引起紫色石蕊试液变色。该操作的名称以及观察到的实验现象是 稍微加热，溶液由红色变为紫色 。
【解答】解：（1）选择装置乙可以得到平稳的气流，因为分液漏斗可以控制反应的速率，当观察到蜡烛自下而上熄灭时，可以验证二氧化碳具有的性质是密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，故答案为：乙，分液漏斗可以控制反应的速率；密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧；
（2）两个烧杯中的蜡烛都会熄灭，因此都可以得出二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，故答案为：能，可以得出二氧化碳不燃烧和也不支持燃烧；
（3）碳酸易分解，而柠檬酸分解温度约为175℃，因此可以对试管进行稍微加热，观察到溶液由红色变为紫色，说明不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色，故答案为：稍微加热，溶液由红色变为紫色。
12．小科对教材中“探究二氧化碳性质”的相关实验装置进行了如图的改进。当小科通入二氧化碳一段时间后，可观察到：
（1）试管A内溶液的颜色呈 红 色，
（2）试管B处的澄清石灰水变浑浊，反应的文字表达式是 二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水 ，
（3）烧杯C中 下面 （选项“上面”或“下面”）的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是 密度比空气大 。
【解答】解：（1）试管A内溶液的颜色呈红色，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色。
故答案为：红。
（2）试管B处的澄清石灰水变浑浊，是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的文字表达式是二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
故答案为：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
（3）烧杯C中下面的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是密度比空气大。
故答案为：下面；密度比空气大。
13．小王对教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？
（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行 。
（2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有 不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应 的性质。
（3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0～300s内，反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 快 （选填“快”或“慢”），但差距不大。
（4）根据实验结果得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
【解答】解：（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行。
（2）因为二氧化碳能溶于水和水反应，要根据排出液体的体积测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。
（3）由图丁的两条曲线可知，在0﹣300s内，反应I的曲线在反应Ⅱ的上方一点点，所以反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快，但差距不大。
故答案为：
（1）生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行；
（2）不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应；
（3）快。
14．如图甲是小潘同学设计的制取并收集二氧化碳的装置图，小王同学认为甲图设计有问题，于是设计制取二氧化碳的装置（仪器的固定装置已经省略）如图乙所示。这个装置既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。
（1）如图甲所示，小潘同学设计的实验装置问题是： 长颈漏斗没有伸入液面以下，导管伸入集气瓶过短 。
（2）用乙装置进行实验，实验开始后，关闭K2，打开K1，可观察到B中的现象为： 紫色石蕊溶液变红 。
（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是： 不支持燃烧，密度大于空气 。
（4）实验开始后，关闭K1，打开K2，发现D中的澄清石灰水变浑浊，写出该反应方程式 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。
【解答】（1）长颈漏斗没有伸入液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，收集气体时，导管应该伸入到集气瓶底部，故答案为：长颈漏斗没有伸入液面以下，导管伸入集气瓶过短；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，关闭K2，打开K1，二氧化碳进入到B中，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸可以使紫色石蕊溶液变红，故答案为：紫色石蕊溶液变红；
（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧且密度大于空气，故答案为：不支持燃烧，密度大于空气；
（4）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
四．解答题（共3小题）
15．酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份，如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中，用带有导管的瓶塞塞紧，导管分别通入澄清石灰水中，并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
（1）乙烧瓶内最后的产物是 二氧化碳 。
（2）从理论上推测，哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊？请说明理由 甲，酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸 。
【解答】解：（1）乙烧瓶内的酵母菌进行无氧呼吸，将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，并释放少量的能量；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以乙烧瓶内的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；故答案为：二氧化碳；
（2）酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸，由此可见甲装置中的石灰水比乙装置中的石灰水变浑浊的速度要快，故答案为：甲，酵母菌有氧呼吸时产生二氧化碳的速率快于无氧呼吸。
16．揭开“屠狗洞”的秘密：意大利那不勒斯有个奇怪的山洞，人走进这个山洞安然无恙，而狗走进洞里就一命呜呼，因此，当地居民就称之为“屠狗洞”。迷信的人还说洞里有一种叫做“屠狗”的妖怪。为了揭开“屠狗洞”的秘密，一位名叫波尔曼的科学家来到这个山洞里进行实地考察。他在山洞里四处寻找，始终没有找到什么“屠狗妖”，只见岩洞上倒悬许多钟乳石，地上丛生着石笋，并且有很多从潮湿的地上冒出来的气泡。波尔曼透过这些现象经过科学的推理终于揭开了其中的奥秘。
波尔曼有相关的资料分享给大家：
资料一：钟乳石和石笋构成的岩洞也叫石灰岩岩洞。石灰岩的主要成分是碳酸钙，它在地下深处高温下分解会产生生石灰（主要成分是CaO）和二氧化碳气体。
资料二：二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应，生成可溶性的碳酸氢钙，而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的，这两个反应的化学方程式如下：
CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；Ca（HCO3）2＝CaCO3↓+CO2↑+H2O
请你运用所学知识，结合波尔曼的相关资料写出其“科学的推理”，从而揭示“人走进这个山洞安然无恙，而狗走进洞里就一命呜呼”的秘密。
【解答】解：碳酸钙在地下深处高温下分解会产生生石灰（主要成分是CaO）和二氧化碳气体，二氧化碳能与地下水、碳酸钙反应，生成可溶性的碳酸氢钙，而可溶性的碳酸氢钙在压力低时又是很不稳定的，这两个反应的化学方程式如下：CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；Ca（HCO3）2＝CaCO3↓+CO2↑+H2O，所以造成洞内二氧化碳浓度较大，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，在下方聚集，狗比较矮，所以吸入的主要是二氧化碳，二氧化碳不供给呼吸，因此狗窒息死亡。
故答案为：洞内二氧化碳浓度较大，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，在下方聚集，狗比较矮，所以吸入的主要是二氧化碳，二氧化碳不供给呼吸，因此狗窒息死亡。
17．绿色植物的呼吸作用会产生二氧化碳，某同学猜想：种子的萌发过程可能也会产生二氧化碳，他设计了如图的实验装置。打开D装置中的阀门，水位下降，空气就会依次进入装置。（A装置的作用是完全吸收空气中的二氧化碳）
（1）A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳，对后续实验的作用是 防止对检验二氧化碳产生干扰 。
（2）如果观察到 C中澄清石灰水变浑浊 现象，则小明的猜想是正确的。
【解答】解：（1）A装置可以完全吸收空气中的二氧化碳，对后续实验的作用是防止对检验二氧化碳产生干扰。
故答案为：防止对检验二氧化碳产生干扰。
（2）如果观察到C中澄清石灰水变浑浊，说明呼吸作用过程中产生二氧化碳，则小明的猜想是正确的。
故答案为：C中澄清石灰水变浑浊。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2
CO2、O2
CO2
注意事项
①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制，随关随停
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
典型气体
O2
O2、CO2
H2
O2等
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