八年級科學(xué)下冊考點全突破-第4節(jié) 二氧化碳（原卷版）VIP

第4節(jié)二氧化碳考點全突破【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握二氧化碳的物理化學(xué)性質(zhì)2.掌握二氧化碳的實驗室制法3.掌握常見的氣體發(fā)生和收集方法【知識精講】一、自然界中的二氧化碳1.二氧化碳氣體是由大量CO2分子構(gòu)成的，每個二氧化碳分子由1個碳原子和2個氧原子構(gòu)成。2.CO2對人體健康的影響空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)對人體的影響1%感到氣悶、頭暈、心悸4%~5%感到氣悶、頭痛、眩暈10%以上使人神志不清、呼吸停止，以致死亡說明：CO2本身沒有毒性，但CO2不供給呼吸，在空氣中的含量約占0.04%，當(dāng)空氣中CO2含量超過正常含量時才會對人體產(chǎn)生危害。二、二氧化碳的性質(zhì)和用途性質(zhì)用途物理性質(zhì)無色無味的氣體，密度比空氣大——能溶于水(通常情況下，1體積水約溶解1體積CO2)制汽水加壓降溫可變成無色液體，甚至變成雪狀固體(干冰)，干冰易吸熱升華做制冷劑(人工降雨，冷藏食物)化學(xué)性質(zhì)通常不燃燒，也不支持燃燒滅火與水反應(yīng)：H2O+CO2===H2CO3(不穩(wěn)定)與石灰水反應(yīng)：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O使石灰漿抹的墻壁加速硬化高溫氧化性：CO2+CEQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(高溫),===)2CO工業(yè)制取CO氣體光光合作用：CO2+H2O葡萄糖+O2維持自然界生命活動，溫室肥料用CO2、H2O、NaCl等生產(chǎn)純堿(Na2CO3)化工原料【誤區(qū)警示】(1)CO2能溶于水和CO2能與水反應(yīng)，兩者有著本質(zhì)差異，前者屬于物理變化，后者屬于化學(xué)變化。(2)CO，與水反應(yīng)生成碳酸：CO2+H2O===H2CO3(使石蕊試液變紅)，生成的碳酸不穩(wěn)定，H2CO3===CO2+H2O，故H2CO3只能存在于稀溶液中。(3)Ca(OH)2、Ba(OH)2、NaOH等(堿)溶液能與CO2反應(yīng)，生成水和含碳酸根(COeq\o\al(2－,3))的物質(zhì)，故可用此類物質(zhì)吸收CO2氣體。三、二氧化碳的實驗室制備1.二氧化碳的實驗室制法(1)藥品：大理石(或石灰石)與稀鹽酸。一般不用其他藥品代替的理由：①不用Na2CO3等代替大理石，是因為它們與鹽酸反應(yīng)速率太快，不便于控制；②不用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)出HCl氣體使CO2不純；③不能用H2SO4代替鹽酸，是因為H2SO4與CaCO3反應(yīng)生成微溶的CaSO4會覆蓋在大理石的表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進行。(2)原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。(3)制取裝置如圖所示：(4)收集：CO2密度比空氣大、能溶于水且與水反應(yīng)生成碳酸，一般只用向上排空氣法收集CO2氣體。收集氣體時，導(dǎo)氣管應(yīng)伸到集氣瓶底部以排盡集氣瓶中的空氣，使收集到的氣體純度較高。(5)操作步驟：①按要求連接好儀器；②檢查裝置的氣密性；③向反應(yīng)器中裝入大理石；④向長頸漏斗中注入稀鹽酸；⑤收集氣體；⑥驗滿。(6)CO2氣體的驗證①檢驗方法：將生成的無色、無味的氣體通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水變渾濁，則該氣體為CO2。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O.②驗滿的方法：將一根燃著的木條放在集氣瓶口(不要伸入瓶內(nèi))，如果木條立即熄滅，則CO2氣體已集滿。2.實驗室制取氣體的思路和方法(1)首先要研究實驗室制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理，即選擇合適的反應(yīng)物和反應(yīng)條件(如常溫、加熱、加催化劑等)，還要選擇合適的實驗裝置，并要研究如何驗證制得的氣體就是所要得到的氣體。(2)用排空氣法收集氣體時還應(yīng)注意三點：①所收集的氣體若有毒性，能用排水法就不要用排空氣法，以防污染空氣。②導(dǎo)管必須伸到集氣瓶底部，這樣才能把集氣瓶內(nèi)的氣體充分排凈。③如果不知道所收集氣體的密度，可計算其相對分子質(zhì)量，再與空氣的平均相對分子質(zhì)量29比較，比29大的密度就比空氣的大，比29小的密度就比空氣的小。(3)裝置的選擇發(fā)生裝置收集裝置固體與固體反應(yīng)，需加熱固體與液體反應(yīng)，不用加熱密度比空氣小，且不與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)密度比空氣大且不與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)難溶于水，不與水反應(yīng)四、二氧化碳的應(yīng)用物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途。二氧化碳的性質(zhì)二氧化碳的用途不能燃燒，也不支持燃燒(化學(xué)性質(zhì))，密度比空氣大(物理性質(zhì))用來滅火CO2+H2O葡萄糖+O2(化學(xué)性質(zhì))光合作用產(chǎn)生葡萄糖用CO2、H2O、NaCl等生產(chǎn)純堿(Na2CO3)(化學(xué)性質(zhì))作化工產(chǎn)品的原料CO2與水反應(yīng)生成碳酸制碳酸型飲料干冰升華吸熱(物理性質(zhì))作制冷劑，人工降雨等【培優(yōu)訓(xùn)練】一、單選題1．小松用稀鹽酸與石灰石反應(yīng)制取CO2，嘗試直接利用如圖所示裝置制取并收集，你認(rèn)為小松()A．選擇A、B裝置，導(dǎo)管a接導(dǎo)管c可收集到一瓶CO2B．選擇B、C裝置，導(dǎo)管d接導(dǎo)管b可收集到一瓶CO2C．選擇B、C裝置，導(dǎo)管d接導(dǎo)管c可收集到一瓶CO2D．不可能收集到一瓶CO2，因為CO2可溶于水2．小軍用一定量石灰石與足量稀鹽酸制取二氧化碳，并試著與同學(xué)一起繪制了如圖所示的反應(yīng)變化過程曲線，其中正確的是()A．B．C．D．3．用下列裝置進行實驗，不能達到實驗?zāi)康牡氖?)A．干燥CO2B．收集O2C．驗證CO2性質(zhì)D．監(jiān)控氣體流速4．在錐形瓶甲中放人10g純凈的塊狀碳酸鈣，在錐形瓶乙中放人10g純凈的粉末狀碳酸鈣，分別同時加入足量同濃度的稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)。下列圖中對該實驗產(chǎn)生氣體的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系，描述合理的是()A．B．C．D．5．如圖所示實驗中，①④為用紫色石蕊試液潤濕的棉球，②③為用紫色石蕊試液染成紫色的干燥棉球。下列能說明二氧化碳密度大于空氣密度且能與水反應(yīng)的現(xiàn)象是()A．①變紅，③不變紅 B．④變紅，③不變紅C．①④變紅，②③不變紅 D．④比①先變紅，②③不變紅6．小兵同學(xué)在參考書上發(fā)現(xiàn)，鎂能在二氧化碳氣體中燃燒。于是他做了如下實驗：將鎂條用砂紙擦亮，點燃后迅速伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，集氣瓶變熱，產(chǎn)生一種白色粉末(MgO)和一種黑色粉末(C)。你認(rèn)為下列結(jié)論不正確的是（）A．某些金屬的燃燒不能用CO2滅火B(yǎng)．該反應(yīng)放出熱量C．該反應(yīng)的實質(zhì)是Mg與CO2中混有的O2反應(yīng)D．該反應(yīng)的反應(yīng)速率很快7．如圖所示，某同學(xué)為驗證空氣中含有少量二氧化碳，將大針筒內(nèi)的空氣一次性壓人新制的澄清石灰水中，發(fā)現(xiàn)石灰水沒有變化。據(jù)此，你認(rèn)為該同學(xué)應(yīng)該(已知：澄清石灰水中通入二氧化碳，溶液變渾濁)()A．繼續(xù)用大針簡向澄清石灰水中壓人空氣B．撤去大針筒，用嘴向澄清石灰水吹氣C．得出空氣中沒有二氧化碳的結(jié)論D．得出空氣中含有少量二氧化碳的結(jié)論8．（2021八下·杭州月考）下列裝置或操作能達到實驗的的是（）A． B．C． D．9．（2020八下·拱墅期末）2020年5月11曰媒體報道，我國科學(xué)家首次在自然界發(fā)現(xiàn)超臨界二氧化碳。超臨界二氧化碳既有氣態(tài)二氧化碳的性質(zhì)，又有液態(tài)二氧化碳的性質(zhì)。下列有關(guān)超臨界二氧化碳的說法正確的是（）A．屬于氧化物 B．有一定毒性C．具有可燃性 D．有很強的腐蝕性10．實驗室收集、驗滿二氧化碳的操作，正確的是()A．收集 B．收集C．驗滿 D．驗滿11．證明空氣中含有CO2氣體，最合理的做法是()A．仔細聞空氣，是否有二氧化碳氣味B．通過吸管往裝有澄清石灰水的試管中吹氣，石灰水變渾濁C．用打氣筒向裝有澄清石灰水的試管中壓入空氣，石灰水變渾濁D．燃著的木條放在空氣中觀察是否熄滅12．（2020八下·蕭山期末）空氣是一種重要的天然資源，在人們的日常生活中有著廣泛的用途，下列關(guān)于空氣中各成分的性質(zhì)和作用，描述正確的是()A．氧氣性質(zhì)活潑，不僅能支持呼吸，還是一種優(yōu)質(zhì)的燃料B．氮氣性質(zhì)較活潑，是制造化肥、炸藥的重要原料C．各種稀有氣體通電能發(fā)出不同顏色的光，可以制成霓虹燈D．二氧化碳溶于水呈酸性，增多可能會導(dǎo)致酸雨13．（2019八下·長興期末）下列4個坐標(biāo)圖分別示意實驗過程中某些量的變化，其中正確的是（）A．在某一密閉裝置內(nèi)點燃紅磷B．向一定量的石灰水中通入二氧化碳C．加熱一定量高錳酸鉀和二氧化錳的混合物D．向一定量石灰石中滴加稀鹽酸14．（2019八下·嘉興期末）下圖是某同學(xué)制取、收集二氧化碳實驗的主要步驟，其中操作有誤的是（）A．加入藥品B．收集氣體C．檢查裝置氣密性D．驗滿15．（2019八下·余杭月考）某興趣小組利用如圖裝置對二氧化碳的性質(zhì)進行探究，下列說法錯誤的是()A．B處現(xiàn)象說明二氧化碳能使紫色石蕊變紅B．C出溶液變渾濁，是因為生成了不溶于水的碳酸鈣C．D處的實驗現(xiàn)象是下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅D．D處現(xiàn)象說明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空氣大二、填空題16．實驗室現(xiàn)有氯酸鉀、二氧化錳、石灰石、蠟燭、火柴及以下儀器（如圖1）：請回答：（1）儀器⑦的名稱是；（2）若補充一種常用儀器酒精燈（填名稱），并利用上述部分儀器和藥品可制取一種氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是；（3）若補充一種藥品，還能制取二氧化碳，并探究其性質(zhì)（如圖2）：①補充的藥品是；②圖2中A觀察到的現(xiàn)象是，根據(jù)這一現(xiàn)象說明二氧化碳具有的化學(xué)性質(zhì)是；B中可用來測量生成二氧化碳氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的原因是．17．（2019八下·嵊州期末）實驗室中常用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，根據(jù)如圖所示裝置回答下列問題。（1）實驗中應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是（填字母）。（2）如果選用E裝置來收集CO?氣體，則氣體應(yīng)從（選填“a”或“b”）端進入。18．人類發(fā)現(xiàn)二氧化碳經(jīng)歷了多個世紀(jì)，下列是其過程中的部分資料。資料一：1630年，海爾蒙特發(fā)現(xiàn)在一些洞穴處，有一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是CO2。資料二：1754年，布萊克將石灰石鍛燒首次制得CO2，并完成了如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究。資料三：1766年，卡文迪許通過實驗測得，室溫下1體積水大約能溶解1體積二氧化碳氣體。（1）寫出布萊克實驗中反應(yīng)③的化學(xué)方程式：。（2）如圖，在室溫下將容積為200毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導(dǎo)管緩慢通入250毫升CO2。如果卡文迪許的結(jié)論是正確的，則在量筒中收集到的水約為毫升。19．某化學(xué)興趣小組利用下列裝置進行O2、CO2的實驗室制法和有關(guān)性質(zhì)的研究：（1）寫出下列編號儀器的名稱：②；（2）甲同學(xué)要用KMnO4固體來制取O2，應(yīng)選用上圖中的裝置（填編號），該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）乙同學(xué)用濃鹽酸（氯化氫氣體的水溶液，呈酸性，常溫下濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體）和大理石在B裝置中反應(yīng)，制取CO2并檢驗其有關(guān)性質(zhì)，觀察到燒杯中紫色石蕊試液變紅。對這一變化的合理解釋是()（填序號）；A．產(chǎn)生的CO2直接使石蕊試液變紅B．產(chǎn)生的CO2與水反應(yīng)生成H2CO3使石蕊試液變紅C．揮發(fā)出的氯化氫溶于水使石蕊試液變紅三、實驗探究題20．（2021八下·吳興期末）我?？茖W(xué)興趣小組測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其方法是：將樣品與鹽酸反應(yīng)，測定反應(yīng)后生成的二氧化碳質(zhì)量，再根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量。為測定二氧化碳的質(zhì)量，他們設(shè)計了以下三種方案，請幫助他們完成設(shè)計方案：方案一：稱量反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量的（選填“增大”或“減小”）量。方案二：稱量吸收二氧化碳前后盛有氫氧化鈉溶液容器質(zhì)量的（選填“增大”或“減小”）量。方案三：選用圖中（填“甲”或“乙”）裝置可測量產(chǎn)生的二氧化碳的，再根據(jù)此時二氧化碳的，可計算二氧化碳的質(zhì)量。圖中水面上油層所起到的作用是。21．CO2可以像倒水那樣使階梯蠟燭自下而上熄滅(如圖甲)。小明將一個小玻璃罩罩在兩支點燃的蠟燭上(如圖乙)，卻發(fā)現(xiàn)高處燭焰先熄滅。為了探究玻璃罩中燭焰熄滅順序不同的原因，小明進行了如圖丙、丁的實驗。實驗一：將6個盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在鐵絲上，點燃蠟燭，立即用小玻璃罩罩上(如圖丙)，分別記下各容器內(nèi)石灰水變渾濁所需的時間。多次重復(fù)實驗獲得數(shù)據(jù)如表。容器編號123456平均時間/秒3.23.85.07.111.119.0實驗二：將3支溫度計分別掛在小玻璃罩內(nèi)不同位置(如圖丁)，點燃蠟燭，一段時間后發(fā)現(xiàn)溫度計②示數(shù)明顯增大，溫度計①③示數(shù)增大不明顯。（1）圖甲中CO2可以像倒水那樣倒入大燒杯中，是因為二氧化碳密度比空氣(選填“大”或“小”)。（2）根據(jù)實驗一的結(jié)果，推測小玻璃罩內(nèi)二氧化碳濃度較高的部位是(選填“下部”、“中部”或“上部”)。（3）實驗二探究的問題是蠟燭燃燒對小鐘罩內(nèi)不同位置的影響。（4）結(jié)合本次實驗的研究結(jié)果，小明對乙實驗中高處蠟燭先熄滅的原因做如下解釋，合理的排序是(填字母)。A.二氧化碳在高處聚集，使高處氧氣的濃度下降B.蠟燭燃燒產(chǎn)生的熱量使熱的二氧化碳上升C.蠟燭燃燒產(chǎn)生二氧化碳D.高處氧氣濃度低于低處氧氣的濃度E.高處蠟燭先熄滅22．（2020八下·青田期中）如圖為實驗制取某些常見氣體的裝置圖，請回答下列問題。（1）甲烷是一種密度比空氣小、難溶于水的氣體。實驗室常用無水醋酸鈉固體和堿石灰固體共熱制取甲烷，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是(選填裝置編號)。若選用F裝置用于排空氣法收集甲烷，甲烷應(yīng)從端(選填“a”或“b”，下同)通入；若選用F裝置用于排水法收集甲烷，瓶中先裝滿水，甲烷應(yīng)從端通入。（2）甲同學(xué)用B和D裝置制取CO2氣體，在收集CO2的時候如何驗滿？；如何檢驗收集到的氣體呢？寫出相關(guān)化學(xué)方程式；乙同學(xué)認(rèn)為，也可以用G和D裝置制取CO2氣體，而且比甲的裝置更好，你認(rèn)為乙同學(xué)的理由是什么？；如果實驗室用G裝置來制取O2，該裝置還能夠達到乙同學(xué)認(rèn)為的作用嗎？。（填“能”或“不能”）23．實驗設(shè)計的嚴(yán)密性、操作的規(guī)范性等都很重要，每一個環(huán)節(jié)都會影響實驗結(jié)果正確性。（1）兩容器中分別盛有質(zhì)量均為100克、溫度分別是20℃和30℃的水，各加入5克食鹽，1小時后，食鹽均溶解完。據(jù)此某同學(xué)得出“食鹽在不同溫度的水中溶解度相等”的結(jié)論。但另一位同學(xué)認(rèn)為不能得出該結(jié)論，其理由是：該實驗中的溶液未達到，因此無法得出相應(yīng)結(jié)論。（2）如圖甲所示，將直尺一端拿住，0刻度朝下，讓被測試者將拇指和食指放在直尺0刻度附近，突然松開直尺，被測試者迅速將直尺夾住，記錄被測試者夾住直尺處的刻度值；圖乙和圖丙是A、B兩同學(xué)實驗中用拇指和食指夾尺時的情形，他們夾住直尺的刻度分別為7cm和12cm，于是有人得出“A同學(xué)的反應(yīng)比B同學(xué)快”的結(jié)論。但C同學(xué)認(rèn)為該實驗不規(guī)范，因為兩同學(xué)夾尺時拇指和食指間的不同。（3）在研究“二氧化碳能否被熟石灰（即氫氧化鈣）反應(yīng)吸收”時，在如丁圖所示的充滿二氧化碳的塑料礦泉水瓶中，加入澄清石灰水、蓋緊瓶蓋后振蕩，發(fā)現(xiàn)瓶子會被壓扁。據(jù)此現(xiàn)象，甲同學(xué)得出了“二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)”的結(jié)論，而乙同學(xué)則認(rèn)為還存在一種可能，也可能是二氧化碳能與溶液中的反應(yīng)的結(jié)果。24．（2019八下·臺州期中）科學(xué)實驗提倡綠色環(huán)保，對實驗裝置進行微型化改進是一條很好的途徑．圖甲是實驗室制取并檢驗CO2的裝置，圖乙是對圖甲實驗裝置的“微型”化改進后的裝置。（1）圖乙中微型塑料滴管在實驗中的作用與圖甲中的儀器相同（填儀器名稱）；（2）圖乙中的實驗現(xiàn)象是；（3）通常用甲裝置完成該實驗需要的鹽酸是“微型”實驗裝置用量的10倍，“微型”實驗裝置具有的優(yōu)點是；（4）二氧化碳驗滿的方法是；（5）用乙裝置完成“制取并檢驗CO2”的實驗，消耗了1.46g10%的鹽酸。請計算實驗過程中產(chǎn)生CO2的質(zhì)量是多少克？四、解答題25．（2021八下·杭州期末）在2.0g的大理石中加入足量的鹽酸（假設(shè)雜質(zhì)不與酸反應(yīng)），用數(shù)字檢測儀分別測得產(chǎn)生的二氧化碳體積隨時間的變化曲線如圖所示。甲曲線表示粉末狀大理石與10%的鹽酸反應(yīng)過程，乙曲線表示塊狀大理石與10%的鹽酸反應(yīng)過程。已知：①該條件下，二氧化碳密度為1.98g/L。②一般來說，其他條件相同，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。（1）根據(jù)圖中信息，反應(yīng)速率快的是（選填“甲”或“乙”）。（2）求大理石中碳酸鈣的百分含量。（寫出計算過程，結(jié)果保留1位小數(shù)）（3）請你在圖中畫出：用塊狀大理石與6%的鹽酸反應(yīng)的大致曲線。26．牙膏是日常生活中常用的清潔用品，具有摩擦作用和去除菌斑，摩擦劑是其主要成分。為了測定一種以碳酸鈣為摩擦劑的牙膏中碳酸鈣的含量，稱取這種牙膏膏體100克放入燒杯中，向其