5.1.2二氧化碳的性质与用途(课时2）
基础巩固
1.农作物生长需要充足的气体肥料。下列空气中的成分能作为气体肥料的是( )
A.氮气 B.二氧化碳 C.氧气 D.稀有气体
2.现有标签破损的澄清石灰水和氢氧化钠两种无色溶液，可以利用下列试剂进行鉴别的是( )
A.二氧化碳气体 B.无色酚酞溶液 C.稀盐酸 D.紫色石蕊溶液
3.已知A、B、C、D、E分别是初中化学所学常见物质，它们之间相互转化的关系如图所示，“→”表示物质相互之间的转化，“—”表示物质之间能发生反应，A、B、C、E分别属于不同类别的化合物，其中一种物质可改良酸性土壤。下列说法不正确的是( )
A.D可用于灭火
B.A→E可能为分解反应
C.A与C、E与C之间的反应产物可能相同
D.C与A可能为中和反应
4.向甲乙两个等体积充满的软塑料瓶中，分别倒入等体积的澄清石灰水与溶液（密度近似相等），拧紧瓶盖振荡后，现象如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲瓶注入的是澄清石灰水
B.甲、乙瓶变瘪的原因都是瓶内压强减小
C.向变瘪的乙瓶中滴加适量溶液，无现象
D.溶液浓度大于溶液浓度
5.二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是( )
A.用作燃料 B.制碳酸饮料 C.作灭火剂 D.参与光合作用
根基训练
6.向盛有一定量氢氧化钙溶液的烧杯中通入适量的二氧化碳气体，反应过程中相关量Y与反应时间的关系如图，则Y可以表示( )
A.烧杯内水的质量 B.烧杯内溶液的质量
C.烧杯内物质的总质量 D.烧杯内物质中氢元素的总质量
7.下列实验设计中，不能证明二氧化碳的化学性质的是( )
A B C D
A.A B.B C.C D.D
8.将二氧化碳通入如图所示的装置中，观察到试纸I不变色而试纸Ⅱ变红，饱和澄清石灰水变浑浊。根据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是____；若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊，可能的原因是_____。
9.向滴有石蕊的水中通入，能观察到( )
A.溶液由红色变为紫色 B.溶液由红色变为蓝色
C.溶液由紫色变为红色 D.溶液由紫色变为蓝色
10.向盛有一定量氢氧化钙溶液的烧杯中通入适量的二氧化碳气体，反应过程中相关量Y与反应时间的关系如图，则Y可以表示( )
A.烧杯内水的质量 B.烧杯内溶液的质量
C.烧杯内物质的总质量 D.烧杯内物质中氢元素的总质量
思维拓展
11.某兴趣小组利用压强传感器研究氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的情况。用3个250 mL的烧瓶收集满纯净的二氧化碳，连接压强传感器，同时采集数据，用注射器同时等速度分别向三个烧瓶中注入三种不同浓度的氢氧化钠溶液各15 mL，片刻后，同时振荡烧瓶，等待反应完成。采集的数据如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线呈现如图形态是因为注入氢氧化钠溶液后未进行振荡
B.曲线呈现如图形态是因为注入氢氧化钠溶液后进行振荡
C.时烧瓶内压强由大到小的顺序是a>b>c
D.时被吸收的二氧化碳的体积由大到小的顺序是a>b>c
12.在学习二氧化碳的性质时，某化学兴趣小组的同学对“二氧化碳能否与水反应生成一种酸”进行实验探究，请参与探究并回答下列问题：
【作出猜想】二氧化碳能与水反应生成一种酸。
【查阅资料】紫色石蕊是一种色素，遇酸溶液变红。
【实验验证】小红、小明、小文三位同学分别做了如图三个实验：
（1）小红想通过证明反应物减少来判断化学反应的发生。按如图实验一所示进行实验，打开瓶盖，迅速将烧杯内的水倒入瓶中并拧紧瓶盖，振荡，观察到水溶液为无色，软塑料瓶_________。
由此得出结论：二氧化碳能与水反应。
小明对小红的实验方案提出了质疑，因为二氧化碳能溶于水，也会产生相同的现象。
【补充实验Ⅰ】
小明按如图实验二进行实验，水溶液变红。由此得出结论：二氧化碳能与水反应生成一种酸。
（2）小文认为小明的实验方案仍不严谨。理由是该方案中能使紫色石蕊变红的物质：可能是水，可能是_________，也可能是二氧化碳与水反应的生成物。
【补充实验Ⅱ】
（3）小文按如图实验三进行实验，实验中观察到塑料瓶内变红的是_________。
由此得出结论：二氧化碳能与水反应生成一种酸。
【交流讨论】通过交流与讨论，同学们最后认为小文的实验方案最完善。
【得出结论】二氧化碳能与水反应生成一种酸。
【归纳整理】
（4）对于无明显实验现象的化学反应，可以从不同的角度证明反应的发生。小文的实验证明化学反应发生的角度是_________（填字母序号）。
A.通过检验反应物减少来证明
B.通过检验生成其他物质来证明
【拓展提升】探究二氧化碳对环境的影响
（5）用温度传感器分别连接装有二氧化碳和空气的烧瓶，待两个烧瓶中气体温度相同时，打开取暖器模拟太阳光对两个烧瓶加热，测得温度随时间变化关系如图。
实验表明：二氧化碳气体的含量_________（填“越高”或“越低”），吸收热量越多。由此可知空气中二氧化碳气体的含量增加对环境的影响，会导致_________。
13.实验时有的同学发现，盛放石灰水的试剂瓶内壁上附有一层白膜。下列有关说法错误的是( )
A.白膜的成分是碳酸钙
B.白膜的形成可能与二氧化碳有关
C.白膜可用盐酸除去
D.试剂使用后应及时盖上瓶塞
14.一瓶存放较长时间的石灰水，瓶内壁附有一层白膜，下列有关说法错误的是( )
A.白膜都是氢氧化钙 B.白膜的形成与二氧化碳有关
C.白膜可用盐酸除去 D.试剂使用后应及时盖上瓶塞
15.化学反应过程中常常伴随产生一些现象，同学们发现将通入盛有溶液的敞口容器时没有明显的现象发生，为此，他们进行了如下探究。
(1)小明把一支收集满的试管倒立于盛有溶液的烧杯中(如图甲所示)，观察到现象：_________，据此现象，小明即认为跟氢氧化钠溶液发生了反应，你认为小明的推断_________(填“合理”、“不合理”)。
(2)为验证确实跟氢氧化钠溶液发生了化学反应，小丽做了如甲、乙的对照实验(乙中只是将甲中的氢氧化钠溶液换成水)，出现_________现象，说明确实跟氢氧化钠溶液发生了化学反应。
(3)为了进一步验证与溶液确实发生了反应，小红设计了如下方案：分别取甲实验后的溶液于A、B两支试管中(如下图所示)，向试管A中滴加足量的稀盐酸，观察到的现象是_________，反应的化学方程式_________；向试管B中滴加氯化钡溶液，观察到的现象是_________，反应的化学方程式_________。
虽然实验现象不同，但都能证明与溶液确实发生了化学反应。
16.实验是进行科学探究的重要方式。请根据如图所示装置回答相关问题：
(1)图A实验中，注入相同体积的氢氧化钠溶液、水，一段时间后，若观察到U形管左端液面_________(填“升高”或“降低”)，则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应。
(2)图B的实验是分别向盛有等质量的细铁丝和锌粒的试管中倒入等质量、溶质质量分数均为10%的稀盐酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。小红同学认为该实验方案不够合理，她的理由是_________，其中稀盐酸与细铁丝反应的化学方程式为_________。
(3)采用图C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既不能燃烧也不能支持燃烧外，还能说明二氧化碳具有_________的性质。
(4)图D是验证质量守恒定律的实验。实验时若取用的红磷量不足，对实验结果_________(选填“有”或“没有”)影响。
17.如图是某学生自行设计的实验室制备二氧化碳并验证其性质的实验方案。
（1）图A是该学生利用烧杯、干燥管和单孔橡皮塞组成的制备的发生装置，该装置的优点是可以控制反应的随时发生和停止，关闭止水夹，可以让正在发生的反应停止，简述其中的原理_______。
（2）图B为该学生设计的有关性质的实验过程简图，该学生设计此实验的目的是_______，从此实验中能得到什么结论？_______。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、氮气化学性质比较稳定，一般情况下，农作物难以直接利用氮气进行生长相关的生理活动，所以氮气不能作为气体肥料，不符合题意；
B、植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气，二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，符合题意；
C、氧气主要参与动植物的呼吸作用，农作物呼吸作用需要氧气，氧气不能作为气体肥料，不符合题意；
D、稀有气体化学性质极不活泼，一般不与其他物质发生化学反应，农作物无法利用稀有气体进行生长相关活动，稀有气体不能作为气体肥料，不符合题意。
故选B。
2.答案：A
解析：A、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，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，无明显现象，现象不同，可以鉴别，故选项正确；
B、澄清石灰水和氢氧化钠溶液均显碱性，均能使无色酚酞溶液变红色，不能鉴别，故选项错误；
C、稀盐酸均能与澄清石灰水、氢氧化钠发生中和反应，但均无明显现象，不能鉴别，故选项错误；
D、澄清石灰水和氢氧化钠溶液均显碱性，均能使紫色石蕊溶液变蓝色，不能鉴别，故选项错误。
故选：A。
3.答案：D
解析：A、二氧化碳可用于灭火，若D为二氧化碳，由于A、B、C、E分别属于不同类别的化合物，其中一种物质可改良酸性土壤，氢氧化钙可用于改良酸性土壤，且氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，则E为氢氧化钙；氢氧化钙能和酸反应生成钙盐和水，碳酸钙能和酸反应生成二氧化碳气体，且碳酸钙高温分解生成氧化钙和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，则C为酸（盐酸或硫酸）、B为碳酸钙、A为氧化钙，符合推断，该选项说法正确；B、若B为氢氧化钙，氢氧化钙能和二氧化碳反应生成碳酸钙，则A为碳酸钙；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，则E为氧化钙，氧化钙能和水反应生成氢氧化钙，且碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙均能和酸反应，则C为酸，D为水，符合推断，A→E的反应为碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳的反应，属于分解反应，该选项说法正确；C、结合前面分析可知，若A为氧化钙，E为氢氧化钙，C为酸，则氧化钙和酸反应生成钙盐和水，氢氧化钙和酸反应生成钙盐和水，则A与C、E与C之间的反应产物相同，该选项说法正确；D、由于A、B、C、E分别属于不同类别的化合物，其中一种物质可改良酸性土壤，若C为酸，A为氢氧化钙，则B、E分别为盐和氧化物，此时E可为钙盐，B为氧化钙，但D没有合适的物质，则推断不正确，即C和A不可能为中和反应，该选项说法不正确。故选D。
4.答案：C
解析：A、二氧化碳和氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应，瓶内压强变小，乙瓶中压强变的更小，说明乙瓶是氢氧化钠溶液，甲瓶是澄清石灰水，故说法正确；
B、两瓶变瘪的原因都是二氧化碳反应了，使瓶内的压强变小了，故说法正确；
C、乙瓶中反应后生成碳酸钠，碳酸钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，故说法错误；
D、倒入等体积的澄清石灰水和氢氧化钠溶液，两瓶变瘪的程度不同，乙比甲更瘪，说明氢氧化钠溶液的浓度大于氢氧化钙的浓度，故正确。
故选C。
5.答案：A
解析：二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，不能用作燃料；二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，固态二氧化碳升华吸热可用于人工降雨，二氧化碳与水反应生成碳酸，可用于制碳酸饮料；故选：A。
6.答案：D
解析：A、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，随着反应的进行，溶液的水质量增加，完全反应后不变，错误；B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，根据化学方程式可知，每44份质量的二氧化碳能生成100份质量的碳酸钙沉淀，随着反应的进行，烧杯内溶质质量不断减少，溶液的质量不断减少，错误；C、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，随着反应的进行，二氧化碳不断进入，烧杯内物质的总质量不断增加，最后不变，错误；D、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，随着反应的进行，烧杯内物质中氢元素的总质量不变，正确。故选D。
7.答案：A
解析：A.向盛有二氧化碳的矿泉水瓶中倒入水，能证明二氧化碳能溶于水或与水反应，故不能证明一定是二氧化碳的化学性质；B.向烧杯中燃着的阶梯蜡烛倾倒二氧化碳，下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，不支持燃烧也不可燃，故证明了二氧化碳的化学性质；C.二氧化碳与水反应生成碳酸，使紫色小花变红，证明了二氧化碳的化学性质，故能证明二氧化碳的化学性质；D.燃着的木条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中木条熄灭，证明了二氧化碳不可燃也不支持燃性质，故能证明二氧化碳的化学性质；故选A。
8.答案：能与水反应生成酸；二氧化碳中混有氯化氢气体（或盐酸有挥发性等）
解析：将二氧化碳通入题图装置中，观察到干燥的紫色石蕊纸条不变色，而湿润的紫色石蕊纸条变红，说明二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊纸条变红；若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊，可能的原因是二氧化碳中混有氯化氢气体。
9.答案：C
解析：滴有石蕊的水呈紫色，向滴有石蕊的水中通入，能与水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊变红，能观察到溶液由紫色变为红色。故选：C。
10.答案：D
解析：向盛有一定量氢氧化钙溶液的烧杯中通入适量的二氧化碳气体，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为。根据化学方程式可知，随着反应的进行，烧杯内水的质量会逐渐增大；每44份质量的参与反应，生成100份质量的沉淀和18份质量的水，所以溶液的质量应减少；根据质量守恒定律可知，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，但在初始状态下烧杯中总质量并不包括二氧化碳的质量，所以烧杯内物质的总质量应增大；通入的二氧化碳中不含氢元素，根据质量守恒定律可知，烧杯内物质中氢元素的总质量反应前后不变。
11.答案：C
解析：曲线呈现题图形态是因为没有注入氢氧化钠溶液，A不正确；曲线呈现题图形态是因为注入氢氧化钠溶液后，未进行振荡，只有少量的二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，B不正确；时烧瓶内压强由大到小的顺序是a>b>c，C正确；时被吸收的二氧化碳的体积由大到小的顺序是c>b>a，D不正确。
12.答案：（1）变瘪
（2）二氧化碳
（3）湿润石蕊纸花
（4）B
（5）越高；温室效应加剧
解析：(1)小红想通过证明反应物减少来判断化学反应的发生。按如图实验一所示进行实验，打开瓶盖，迅速将烧杯内的水倒入瓶中并拧紧瓶盖，振荡，二氧化碳能溶于水，且能与水反应，塑料瓶内气体减少，压强减少，可观察到水溶液为无色，软塑料瓶变瘪；
(2)由于该方案中能使紫色石蕊变红的物质：可能是水，可能是二氧化碳，也可能是二氧化碳与水反应后的生成物，所以说水溶液变红，不能得出二氧化碳能与水反应生成一种酸的结论；
(3)根据二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，所以说实验中观察到塑料瓶内的实验现象是干燥紫花不变红，湿润紫花变红；
(4)对于无明显实验现象的化学反应，可以从不同的角度证明反应的发生。小文的实验证明是通过检验生成其他物质来证明化学反应发生，故选：B；
(5)根据图示可知，二氧化碳气体的含量越高，吸收热量越多，温度越高。
13.答案：A
解析：A、瓶内壁附有一层白膜，可能是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，还可能水分蒸发，导致氢氧化钙析出，故白膜中主要含碳酸钙，也可能含有氢氧化钙，故选项说法错误；B、瓶内壁附有一层白膜，可能是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，故白膜的形成可能与二氧化碳有关，故选项说法正确；C、白膜的主要成分是碳酸钙，可能含氢氧化钙，碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，白膜可用盐酸除去，故选项说法正确；D、有些药品能与空气中的成分发生化学反应，试剂使用后应及时盖上瓶塞，故选项说法正确。故选：A。
14.答案：A解析：一瓶存放较长时间的石灰水，瓶内壁附有一层白膜，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，白膜是碳酸钙，A错误、B正确；碳酸钙能与盐酸反应，故白膜可用盐酸除去，C正确；部分药品能与空气中的成分发生化学反应而变质，故试剂使用后应及时盖上瓶塞，D正确。故选A。
15.答案：(1)试管内液面上升；不合理
(2)甲中试管内液面上升的高度比乙中高
(3)有气泡产生；；有白色沉淀产生；
解析：（1）小明把一支收集满二氧化碳的试管倒立在盛有饱和溶液的烧杯中，可以观察到试管内液面上升，是因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，导致试管内气体减少，压强变小，但是由于二氧化碳能溶于水且能与水反应，也会导致试管内液面上升，所以认为跟氢氧化钠溶液发生了反应是不合理的；
（2）为了排除水的干扰，小丽做了如甲、乙的对照实验(乙中只是将甲中的氢氧化钠溶液换成水)，观察到甲中试管内液面上升的高度比乙中高，说明确实跟氢氧化钠溶液发生了化学反应；
（3）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应后的溶液中一定含有生成的碳酸钠；
A中滴加稀盐酸，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，观察到有气泡产生，化学方程式为；
B中滴加氯化钡溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，观察到有白色沉淀产生，化学方程式为。
16.答案：（1）升高
（2）锌粒和铁丝的形状不同，变量不唯一；
（3）密度比空气大
（4）没有
解析：(1)图A实验中，注入相同体积的氢氧化钠溶液、水，一段时间后，若观察到U形管左端液面升高，说明左边集气瓶中压强减小的多，即气体减少的多，说明二氧化碳能与氢氧化钠反应；
(2)该实验中锌粒和细铁丝的形状不同，变量不唯一，无法探究两种金属的活动性顺序；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl+H2个；
(3)图C实验中，蜡烛由下到上依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大；
(4)质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，与红磷的量无关，故实验时若取用的红磷量不足，对实验结果没有影响。
17.答案：(1)关闭止水夹,干燥管内产生的气体使气压增大,把酸液压回烧杯中,与石灰石脱离接触,反应停止
(2)比较空气和二氧化碳的密度大小:二氧化碳密度大于空气密度
解析：(1)制取二氧化碳采用“固液不加热”装置，B(干燥管)中盛放石灰石，A(烧杯)中盛放稀盐酸，关闭止水夹后，干燥管内压强增大，将盐酸压回到烧杯中，反应停止；故答案为：关闭止水夹，干燥管内产生的气体不能排出，使干燥管内气压增大，把酸液压回到烧杯中，与石灰石脱离接触，反应停止；
(2)从图示可见空气向上升。这是因为二氧化碳的密度大。由此可见实验目的是：比较空气和二氧化碳的密度大小；由气球上升可得实验结论是：二氧化碳密度大于空气密度；故答案为：比较空气和二氧化碳的密度大小；二氧化碳密度大于空气密度。
