第六单元到实验室去：二氧化碳的实验室制取与性质
一、单选题（本大题共9小题）
1. 二氧化碳是空气的成分之一。下列说法不正确的是（ ）
A．通常状况下，CO2是无色气体 B．相同条件下，CO2的密度大于O2密度
C．工业获得 CO2 是物理变化 D．空气中CO2含量过多或过少都会不利
2. 碳及碳的化合物在日常生活和工农业生产中应用广泛。下列有关说法错误的是（ ）
A．古代用墨书写的字画能够保存很长时间而不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼
B．一氧化碳和二氧化碳都是由碳元素和氧元素组成，所以它们的化学性质相同
C．扶贫工作组在某村利用沼气（主要成分是甲烷）发电，是将化学能转化为电能
D．二氧化碳使湿润的紫色石蕊纸花变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸
3. 如图，将充满CO2的试管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸馏水中，一段时间后，下列实验现象描述正确的是（ ）
①试管内液面上升
②试管内溶液变红
③试管内液面不上升
④试管内溶液变蓝
⑤试管内溶液不变色
A．①② B．①④ C．②③ D．③⑤
4. 下列实验不能达到实验目的的是（ ）
A．图1，区分硬水和软水
B．图2，探究CO2与水的反应
C．图3，探究接触面积对反应速率的影响
D．图4，比较空气与人体呼出的气体中CO2含量
5. 下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是（ ）
A．干冰用于人工降雨
B．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为蓝色
C．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D．将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳
6. 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
7. 我们曾经做过以下一组对比实验，该对比实验得出的结论是（ ）
①CO2密度比空气密度大②CO2能够与水发生化学反应③CO2不能使干石蕊纸花变色④CO2不支持燃烧
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8. 天问一号着陆巡视器在火星成功着陆。火星大气层主要成分是CO2，其地表呈红色的原因之一是尘土中有赤铁矿（主要成分Fe2O3）。下列说法正确的是（ ）
A．CO2分子由C原子和O2分子构成
B．CO2能与血液中血红蛋白结合导致中毒
C．鉴别火星大气和空气可用澄清石灰水
D．火星两极覆盖干冰是因为CO2易溶于水
9. 下列实验现象只能反映二氧化碳物理性质的是（ ）
A．紫色石蕊变红色
B．石灰水变浑浊
C．蜡烛熄灭
D．杠杆左高右低
二、填空题（本大题共4小题）
10. 根据能使澄清的石灰水变 的现象，可以检验二氧化碳气体；根据能使带火星的木条 的现象，可以检验氧气；二氧化碳可以使燃着的木条 ．
11. 自然界中的“碳循环”和“氧循环”为生态系统的正常运转提供了可靠的资源保障，循环过程中CO2起着非常重要的作用，如图是这种作用的具体体现之一。
（1）CO2的水溶液能使紫色石蕊试液变红色，其原因是 （用化学方程式表示）。
（2）有机物A完全燃烧的化学方程式：，则A的化学式是 。
（3）下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法错误的是 （填序号，下同）。
A．无机物和有机物性质不同，但在一定条件下能相互转化
B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
（4）煤的燃烧会产生大量CO2；通过煤的综合利用可获得多种产品，有很多用途，其中焦炭广泛应用于炼铁。下列说法正确的是 。
A．煤加工成焦炭的变化属于物理变化
B．人类只能通过燃料的燃烧获取能量
C．煤燃烧产生的二氧化碳是污染空气的主要物质
D．煤是复杂的混合物，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素
12. 多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
（1）根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。
物质用途 金刚石切割玻璃 活性炭净水
对应特性 ① ②
（2）当碳燃烧不充分的时候，会生成 ，同时放出热量。
（3）目前，人类以化石燃料为主要能源。化石燃料有 、石油和天然气。
（4）图中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质为： 。
13. 现有①氧气、②四氧化三铁、③铁、④二氧化碳、⑤高锰酸钾加热制氧气后的固体剩余物、⑥空气、⑦氮气、⑧氦气等八种物质，其中属于混合物的是 （填序号，下同）；属于化合物的是 ，空气中含量最多的气体是 ；能使带火星木条复燃的是 ；能使澄清石灰水变浑浊的是 。
三、实验题（本大题共1小题）
14. 小红同学为探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：将水倒入集满二氧化碳且质地较软的塑料瓶中，立即旋紧瓶盖，振荡；再取塑料瓶中液体少许，向试管中滴加紫色石蕊试液，观察到紫色石蕊试液变成了红色。为了探究是什么物质使紫色石蕊变红，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊溶液染成紫色的干燥的小花，并设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如下图）。
（1）请和小红同学一起完成下表。
猜想 实验方案 实验现象 结论
可能是CO2使石蕊变红 C 紫色小花不变色 ___________
________________ B 紫色小花不变色 猜想错误
可能是CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红 ___________ ___________ 猜想正确
（2）小红同学做了一个对比实验来确定CO2与水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是 （填上图中的实验方案序号）。
四、简答题（本大题共1小题）
15. 2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，指出中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
排放问题，形势紧迫：
(1)碳排放对气候变化的危害和影响已经现实发生了，而且应对气候变化越来越紧迫。你认为二氧化碳过度排放在气候变化方面带来的危害或影响是 。
科学研究，有的放矢：
(2)为更好了解二氧化碳，以减小危害，造福人类，康康同学设计如下实验制取并研究氧气和二氧化碳的性质。
①实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气可选用的发生装置是 （填写序号）。
②通过C、D装置可直接得出的结论是 。
A．二氧化碳不稳定
B．二氧化碳能溶于水
C．二氧化碳能使石蕊变成红色
D．二氧化碳与水发生反应生成了新物质
③E实验的现象是下面蜡烛先熄灭。从CO2的性质角度分析，其原因是 。
积极应对，改善环境
(3)植树造林，造福人类。森林蓄积量有助于降低碳强度，请解释原因 。
(4)变废为宝，一举多得。二氧化碳除了作植物肥料、转化为干冰等外，还可被转化为更高价值化学品等。如二氧化碳与甲烷在催化剂作用下，可生成一氧化碳和氢气，请写出该反应的化学方程式： 。
(5)为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，称取10g石灰石（杂质不参加反应）放入烧杯中，加入100g稀盐酸，二者恰好完全反应，反应后烧杯中剩余物质的总质量为106.7g(气体的溶解忽略不计)。请计算该样品中碳酸钙的质量分数。
参考答案
1. 【答案】C
2. 【答案】B
3. 【答案】A
【解析】
二氧化碳能溶于水，与水反应，CO2+H2O=H2CO3，是气体的体积减小，大试管内气体减少，压强变小，烧杯中水进入到试管中，试管内液面上升，①正确；二氧化碳与水反应生成碳酸，H2CO3电离是溶液呈酸性，可以使紫色石蕊变红，故而试管内的液体变红，②正确。正确的说法是①②，故选A。
4. 【答案】C
【分析】实验室常用肥皂水鉴别软水和硬水，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使湿润的石蕊纸花变红色，盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
【解析】A.实验室常用肥皂水鉴别软水和硬水，产生泡沫较多的为软水，泡沫较少的为硬水，故A 正确；
B.二氧化碳不能使干燥的石蕊纸花变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使湿润的石蕊纸花变红色，则图2可探究CO2与水的反应，故B正确；
C.图3中盐酸的浓度不同，碳酸钙的状态不同，则实验不能探究接触面积对反应速率的影响，故C不正确；
D.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，图4中是人呼出的气体和空气中的二氧化碳做比较，则实验可以比较空气与人体呼出的气体中CO2含量，故D正确。故选C。
5. 【答案】A
【解析】
A.干冰易升华吸热，使周围温度降低，常用于人工降雨，故A正确；
B.二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，故B错误；
C.石灰石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石的表面，阻止了反应的继续进行，反应会渐渐停止，故C错误；
D.使燃着的木条熄灭的气体，不一定是二氧化碳，可以是氮气等，故D错误。
故选A。
6. 【答案】A
【解析】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。
7. 【答案】B
【解析】试题分析：①该实验没有将二氧化碳的密度与空气的密度进行比较，无法说明二者的密度大小。此项不正确。②该实验1中的现象是不变色，而实验2中变色，要说明是二氧化碳与水反应生成的新物质使石蕊变色，此项正确。③实验1中不变色，可说明二氧化碳不能使干石蕊纸花变色，此项正确。④该实验没有进行二氧化碳是否燃烧的实验；无法说明二氧化碳是否支持燃烧。此项不正确。所以应选B项。
考点：二氧化碳的性质、控制变量法
8. 【答案】C
【解析】A.一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成，故选项错误；
B.CO能与血液中血红蛋白结合导致中毒，故选项错误；
C.火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，而空气中78%是氧气，可用澄清石灰水，故选项正确；
D.火星两极覆盖干冰是因为火星两极地区的低温会使大气中的二氧化碳固化在火星表面，故选项错误。
故选：C。
9. 【答案】D
【解析】A.二氧化碳能使紫色石蕊试液变红色，是由于二氧化碳能与水化合生成了碳酸，反映二氧化碳的化学性质，故A不符合题意；
B.二氧化碳能使石灰水变浑浊，是由于二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水。反映二氧化碳的化学性质，故B不符合题意；
C.蜡烛熄灭，是由于二氧化碳不燃烧不支持燃烧，密度比空气大，既反映二氧化碳的化学性质又反映了二氧化碳的物理性质，故C不符合题意；
D.杠杆左高右低，是由于二氧化碳的密度比空气大，只反映了二氧化碳的物理性质，故D符合题意。
故选：D。
10. 【答案】浑浊；复燃；熄灭
【解析】二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；氧气能支持燃烧，可以使带火星的木条复燃；二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，可以使燃着的木条熄灭。
11. 【答案】；C6H12O6；B；D
【解析】（1）二氧化碳的水溶液能使紫色石蕊试液变红色，其原因是二氧化碳溶于水并与水反应生成碳酸，使紫色石蕊溶液变红，反应的化学方程式为。
（2）根据有机物A完全燃烧的化学方程式：，已知反应前：12个氧原子，反应后：6个碳原子、18个氧原子、12个氢原子，则A中含6个碳原子、12个氢原子、6个氧原子，则A的化学式是C6H12O6。
（3）A.无机物和有机物性质不同，但在一定条件下能相互转化，如植物的光合作用，二氧化碳与水通过光合作用生成有机物葡萄糖，说法正确；
B.碳循环和氧循环分别是指含有碳元素和含有氧元素的物质的循环，不是指二氧化碳和氧气的循环，故说法错误；
C.光合作用生成的葡萄糖提供人体所需要的能量，该能量来自于光合作用储存的太阳能。因此说，光合作用是把太阳能转化为化学能储存在葡萄糖中。所以绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，说法正确；
D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故说法正确；
故填：B。
（4）A.煤加工成焦炭的变化中生成了新物质，属于化学变化，说法错误；
B.人类除了通过燃料的燃烧获取能量，还可以通过风力、潮汐、太阳等获取能量，说法错误；
C.煤燃烧产生的二氧化碳是造成温室效应的主要气体，不是污染性气体，说法错误；
D.煤是复杂的混合物，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，说法正确；
故填：D。
12. 【答案】硬度大；吸附性；一氧化碳；煤；不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大
【解析】（1）金刚石切割玻璃，利用金刚石硬度大特性，活性炭净水利用活性炭吸附性，故填：硬度大；吸附性。
（2）氧气不足，当碳燃烧不充分的时候，会生成一氧化碳，故填：一氧化碳。
（3）目前，人类以化石燃料为主要能源。化石燃料有煤、石油和天然气，故填：煤。
（4）观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质为不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，故填：不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大。
13. 【答案】⑤⑥；②④；⑦；①；④
【解析】①氧气是由同种物质组成，属于纯净物，是由氧元素组成的纯净物，属于单质；
②四氧化三铁是由同种物质组成，属于纯净物，是由Fe、O两种元素组成的纯净物，属于化合物；
③铁是由同种物质组成，属于纯净物，是由铁元素组成的纯净物，属于单质；
④二氧化碳是由同种物质组成，属于纯净物，是由C、O元素组成的纯净物，属于化合物；
⑤高锰酸钾加热制氧气后的固体剩余物是锰酸钾、二氧化锰，属于混合物；
⑥空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；
⑦氮气是由同种物质组成，属于纯净物，是由氮元素组成的纯净物，属于单质；
⑧氦气是由同种物质组成，属于纯净物，是由氦元素组成的纯净物，属于单质。
故属于混合物的是⑤⑥，属于化合物的是②④；
空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，故填：⑦；
氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，故填：①；
二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故填：④。
14. 【答案】猜想错误；可能是水使石蕊变红；D；变红；A
【解析】（1）题中四个实验观察到的现象为：实验A，石蕊花变红；实验B，石蕊花没有变红；实验C，石蕊花没有变红；实验D，石蕊花变红。实验可以得到：醋酸等酸溶液可以使石蕊变红，而水、二氧化碳气体都不能使石蕊变红，有水又有二氧化碳时石蕊变红，说明二氧化碳和水反应生成了酸性物质。
故答案为：
猜想 实验方案 实验现象 结论
猜想错误
可能是水使石蕊变红
D 变红
（2）对比此四个实验可以得到：醋酸等酸溶液可以使石蕊变红，而水、二氧化碳气体都不能使石蕊变红，有水又有二氧化碳时石蕊变红，说明二氧化碳和水反应生成了酸性物质。
故答案为：A。
15. 【答案】(1)温室效应加剧
(2) A D 二氧化碳密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧
(3)绿色植物能够进行光合作用消耗二氧化碳，放出氧气
(4)CO2＋CH42CO＋2H2
(5)75%
解：根据质量守恒定律，物质总质量减少的就是产生的二氧化碳的质量，二氧化碳的质量为10g+100g-106.7g=3.3g；
设样品中碳酸钙的质量为x，则有
样品中碳酸钙的质量分数为×100%=75%；
答：样品中碳酸钙的质量分数为75%。
