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10. 下图实验中,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。下列能说明$\ce{CO_{2}}$密度大于空气且能与水反应的现象是 （
A.①变红,③不变红
B.④变红,③不变红
C.①④变红,②③不变红
D.④比①先变红,②③不变红
D
）A.①变红,③不变红
B.④变红,③不变红
C.①④变红,②③不变红
D.④比①先变红,②③不变红
答案
10. D 提示:二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,可以使紫色石蕊变红,因此①④变红,而②③不变红;二氧化碳的密度大于空气,因此④比①先变红。
解析
【分析】
要解答本题，需结合二氧化碳的性质逐步分析实验现象：首先，二氧化碳无法使干燥的紫色石蕊变色，因此干燥的②③棉球不会变红；其次，润湿的①④棉球中，二氧化碳会与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊变红；最后，二氧化碳密度大于空气，通入后会先聚集在装置下方，因此下方的④棉球比上方的①棉球先变红。综上，需同时满足这三个现象才能得出结论。
【解析】
1. 干燥棉球的现象：②③为用石蕊染成紫色的干燥棉球，二氧化碳本身不能使干燥的石蕊变色，因此通入CO₂后，②③不变红。
2. 润湿棉球的现象：①④为用紫色石蕊润湿的棉球，CO₂与水反应生成碳酸（$\ce{H_{2}CO_{3}}$），碳酸显酸性，可使紫色石蕊变红，因此①④会变红。
3. 密度对现象的影响：CO₂密度大于空气，通入后会先下沉至装置下方，因此下方的④棉球比上方的①棉球先变红。
综上，符合要求的现象是②③不变红、④比①先变红，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
二氧化碳的性质、酸碱指示剂、二氧化碳密度
【点评】
本题通过实验设计考查二氧化碳的核心性质，需学生结合“与水反应生成碳酸”和“密度大于空气”两个关键点分析现象，是初中化学的基础实验题，重点考查对实验原理的理解与应用。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合二氧化碳的性质逐步分析实验现象：首先，二氧化碳无法使干燥的紫色石蕊变色，因此干燥的②③棉球不会变红；其次，润湿的①④棉球中，二氧化碳会与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊变红；最后，二氧化碳密度大于空气，通入后会先聚集在装置下方，因此下方的④棉球比上方的①棉球先变红。综上，需同时满足这三个现象才能得出结论。
【解析】
1. 干燥棉球的现象：②③为用石蕊染成紫色的干燥棉球，二氧化碳本身不能使干燥的石蕊变色，因此通入CO₂后，②③不变红。
2. 润湿棉球的现象：①④为用紫色石蕊润湿的棉球，CO₂与水反应生成碳酸（$\ce{H_{2}CO_{3}}$），碳酸显酸性，可使紫色石蕊变红，因此①④会变红。
3. 密度对现象的影响：CO₂密度大于空气，通入后会先下沉至装置下方，因此下方的④棉球比上方的①棉球先变红。
综上，符合要求的现象是②③不变红、④比①先变红，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
二氧化碳的性质、酸碱指示剂、二氧化碳密度
【点评】
本题通过实验设计考查二氧化碳的核心性质，需学生结合“与水反应生成碳酸”和“密度大于空气”两个关键点分析现象，是初中化学的基础实验题，重点考查对实验原理的理解与应用。
【难度系数】
0.6
11. 图1装置是某化学实验小组利用数字化实验研究$25\ °\mathrm{C}$时二氧化碳气体的溶解性。先打开止水夹，向3个充满二氧化碳的100 mL烧瓶中分别注入20 mL、40 mL、60 mL蒸馏水，再关闭止水夹，振荡前后压强的变化如图2所示。则下列说法不正确的是（
A.曲线①中$ab$段对应的操作是迅速注入蒸馏水
B.曲线①中$cd$段对应的操作可能进行了振荡
C.曲线③对应的实验是注入60 mL蒸馏水
D.终点气压高于初始气压可能是因为在$25\ °\mathrm{C}$时，1体积水中最多能吸收的二氧化碳气体小于1体积
C
）A.曲线①中$ab$段对应的操作是迅速注入蒸馏水
B.曲线①中$cd$段对应的操作可能进行了振荡
C.曲线③对应的实验是注入60 mL蒸馏水
D.终点气压高于初始气压可能是因为在$25\ °\mathrm{C}$时，1体积水中最多能吸收的二氧化碳气体小于1体积
答案
11. C 提示:曲线①中$ab$段压强迅速增大,是因为迅速注入的蒸馏水占据了一定体积;曲线①中$cd$段压强明显减小,可能是通过振荡使二氧化碳与水充分接触而溶解,使得压强明显减小;曲线③压强变化最小,说明进入水的体积最少,是20 mL;终点气压高于初始气压,可能是因为$25\ °\mathrm{C}$时,1体积水中最多吸收的二氧化碳气体小于1体积。
解析
【分析】
要解决本题，需结合实验操作和压强变化的关系分析：首先明确，注入蒸馏水时，水占据烧瓶内空间，会使气体体积被压缩，压强迅速增大；振荡时，二氧化碳与水充分接触溶解，瓶内气体减少，压强会明显降低。注入蒸馏水的体积越大，二氧化碳溶解量越多，压强变化幅度越大。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 分析压强变化的操作对应：曲线①中ab段压强迅速增大，是因为迅速注入蒸馏水，水占据烧瓶体积压缩气体，A选项正确；曲线①中cd段压强明显减小，是振荡使二氧化碳与水充分接触溶解，瓶内气体减少，B选项正确。
2. 分析曲线对应的蒸馏水体积：注入蒸馏水越多，二氧化碳溶解越多，压强变化越大。曲线③压强变化最小，说明注入蒸馏水体积最少，对应20mL，而非60mL，故C选项错误。
3. 分析终点气压：终点气压高于初始，是因为25℃时1体积水最多吸收的二氧化碳小于1体积，剩余气体使压强升高，D选项正确。
综上，不正确的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
气体的溶解性、压强与体积的关系
【点评】
本题结合数字化实验的压强曲线，考查二氧化碳的溶解性，需准确对应实验操作与压强变化的逻辑，难度中等，需仔细对比曲线特征与实验条件的关系。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合实验操作和压强变化的关系分析：首先明确，注入蒸馏水时，水占据烧瓶内空间，会使气体体积被压缩，压强迅速增大；振荡时，二氧化碳与水充分接触溶解，瓶内气体减少，压强会明显降低。注入蒸馏水的体积越大，二氧化碳溶解量越多，压强变化幅度越大。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 分析压强变化的操作对应：曲线①中ab段压强迅速增大，是因为迅速注入蒸馏水，水占据烧瓶体积压缩气体，A选项正确；曲线①中cd段压强明显减小，是振荡使二氧化碳与水充分接触溶解，瓶内气体减少，B选项正确。
2. 分析曲线对应的蒸馏水体积：注入蒸馏水越多，二氧化碳溶解越多，压强变化越大。曲线③压强变化最小，说明注入蒸馏水体积最少，对应20mL，而非60mL，故C选项错误。
3. 分析终点气压：终点气压高于初始，是因为25℃时1体积水最多吸收的二氧化碳小于1体积，剩余气体使压强升高，D选项正确。
综上，不正确的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
气体的溶解性、压强与体积的关系
【点评】
本题结合数字化实验的压强曲线，考查二氧化碳的溶解性，需准确对应实验操作与压强变化的逻辑，难度中等，需仔细对比曲线特征与实验条件的关系。
【难度系数】
0.5
12. 学习酸的化学性质之前，小芳曾用四朵紫色干燥的石蕊小花做了下图四个探究实验，得出“$\ce{CO_{2}}$溶于水生成酸”的结论。
（1）将各实验的有关内容填入下表空格中：
（2）写出二氧化碳和水反应的化学方程式：
（3）小芳若不做实验Ⅰ，
（4）小芳在上述实验探究中，采用了
（1）将各实验的有关内容填入下表空格中：
（2）写出二氧化碳和水反应的化学方程式：
$\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$
。（3）小芳若不做实验Ⅰ，
能
（填“能”或“不能”）得出$\ce{CO_{2}}$和水发生了反应的结论。（4）小芳在上述实验探究中，采用了
对照(或对比)
的实验方法。答案
12. (1) Ⅲ:二氧化碳不能使干燥的石蕊变色 Ⅳ:变红 (2) $\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$ (3) 能 (4) 对照(或对比)
提示:(1) 题中实验Ⅱ说明,水不能使石蕊变色,作为对照实验,还应排除二氧化碳的影响,所以实验Ⅲ的目的是证明二氧化碳不能使干燥的石蕊变色。(3) 对照实验的目的是证明碳酸能使石蕊变色,而实验Ⅰ与对照实验没有关系,可以不做。
提示:(1) 题中实验Ⅱ说明,水不能使石蕊变色,作为对照实验,还应排除二氧化碳的影响,所以实验Ⅲ的目的是证明二氧化碳不能使干燥的石蕊变色。(3) 对照实验的目的是证明碳酸能使石蕊变色,而实验Ⅰ与对照实验没有关系,可以不做。
解析
【分析】
本题是探究$\ce{CO_{2}}$溶于水生成酸的实验题，解题思路是通过对照实验逐一排除水、$\ce{CO_{2}}$单独对石蕊变色的影响，验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成酸。需明确各实验的变量和目的：实验Ⅰ验证水不能使石蕊变色，实验Ⅱ验证酸能使石蕊变红，实验Ⅲ验证$\ce{CO_{2}}$本身不能使干燥石蕊变色，实验Ⅳ验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成的酸能使石蕊变红；同时需理解对照实验的作用，判断是否必须做实验Ⅰ，以及实验方法的类型。
【解析】
（1）实验Ⅲ：将干燥的紫色石蕊小花放入$\ce{CO_{2}}$中，小花不变色，说明二氧化碳不能使干燥的石蕊变色；实验Ⅳ：喷水后的石蕊小花放入$\ce{CO_{2}}$中，$\ce{CO_{2}}$与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红，故现象为小花变红。
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$。
（3）实验Ⅰ仅验证水不能使石蕊变色，实验Ⅱ已证明酸能使石蕊变红，实验Ⅲ证明$\ce{CO_{2}}$不能使石蕊变色，实验Ⅳ变红说明是$\ce{CO_{2}}$与水反应生成的酸导致，因此不做实验Ⅰ也能得出结论，填“能”。
（4）实验通过设置不同对照，排除水、$\ce{CO_{2}}$单独的影响，采用了对照（或对比）的实验方法。
【答案】
(1) Ⅲ:二氧化碳不能使干燥的石蕊变色；Ⅳ:变红
(2) $\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$
(3) 能
(4) 对照(或对比)
【知识点】
二氧化碳的化学性质、酸碱指示剂、对照实验
【点评】
本题是探究$\ce{CO_{2}}$与水反应的经典实验题，重点考查对照实验的设计与分析，要求学生理解变量控制的逻辑，易错点在于判断是否必须做实验Ⅰ，需结合对照实验的目的分析，整体侧重实验思维的考查。
【难度系数】
0.5
本题是探究$\ce{CO_{2}}$溶于水生成酸的实验题，解题思路是通过对照实验逐一排除水、$\ce{CO_{2}}$单独对石蕊变色的影响，验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成酸。需明确各实验的变量和目的：实验Ⅰ验证水不能使石蕊变色，实验Ⅱ验证酸能使石蕊变红，实验Ⅲ验证$\ce{CO_{2}}$本身不能使干燥石蕊变色，实验Ⅳ验证$\ce{CO_{2}}$与水反应生成的酸能使石蕊变红；同时需理解对照实验的作用，判断是否必须做实验Ⅰ，以及实验方法的类型。
【解析】
（1）实验Ⅲ：将干燥的紫色石蕊小花放入$\ce{CO_{2}}$中，小花不变色，说明二氧化碳不能使干燥的石蕊变色；实验Ⅳ：喷水后的石蕊小花放入$\ce{CO_{2}}$中，$\ce{CO_{2}}$与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红，故现象为小花变红。
（2）二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为$\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$。
（3）实验Ⅰ仅验证水不能使石蕊变色，实验Ⅱ已证明酸能使石蕊变红，实验Ⅲ证明$\ce{CO_{2}}$不能使石蕊变色，实验Ⅳ变红说明是$\ce{CO_{2}}$与水反应生成的酸导致，因此不做实验Ⅰ也能得出结论，填“能”。
（4）实验通过设置不同对照，排除水、$\ce{CO_{2}}$单独的影响，采用了对照（或对比）的实验方法。
【答案】
(1) Ⅲ:二氧化碳不能使干燥的石蕊变色；Ⅳ:变红
(2) $\ce{CO_{2} + H_{2}O=H_{2}CO_{3}}$
(3) 能
(4) 对照(或对比)
【知识点】
二氧化碳的化学性质、酸碱指示剂、对照实验
【点评】
本题是探究$\ce{CO_{2}}$与水反应的经典实验题，重点考查对照实验的设计与分析，要求学生理解变量控制的逻辑，易错点在于判断是否必须做实验Ⅰ，需结合对照实验的目的分析，整体侧重实验思维的考查。
【难度系数】
0.5
