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10.某校化学兴趣小组的同学对实验室制取的二氧化碳的相关性质进行一系列探究。
【提出问题】二氧化碳具有哪些性质？
【设计实验】实验一:探究二氧化碳气体在水中的溶解能力,实验步骤及装置如图1所示。
①用大号针筒抽取200 mL二氧化碳气体。
②试剂瓶中加入200 mL水(恰好加满),塞紧双孔橡胶塞。
③连接大号针筒和试剂瓶,缓慢推动活塞,将二氧化碳注入水中。
(1)试剂瓶中加的水应是
A.蒸馏水 B.自来水
(2)当向水中注入CO₂气体的体积达到120 mL时,红色油柱开始向上移动。实验表明在该条件下,1体积水中能溶解
实验二:探究二氧化碳气体的其他性质,实验装置如图2和图3所示。
(3)利用图2实验验证二氧化碳具有
(4)将一大烧杯倒扣在培养皿上,培养皿上所放物质如图3所示(已知大理石与稀盐酸反应会产生CO₂)。其中Ⅰ处溶液变
【提出问题】二氧化碳具有哪些性质？
【设计实验】实验一:探究二氧化碳气体在水中的溶解能力,实验步骤及装置如图1所示。
①用大号针筒抽取200 mL二氧化碳气体。
②试剂瓶中加入200 mL水(恰好加满),塞紧双孔橡胶塞。
③连接大号针筒和试剂瓶,缓慢推动活塞,将二氧化碳注入水中。
(1)试剂瓶中加的水应是
A
(填字母)。A.蒸馏水 B.自来水
(2)当向水中注入CO₂气体的体积达到120 mL时,红色油柱开始向上移动。实验表明在该条件下,1体积水中能溶解
0.6
体积二氧化碳。使用红色油柱的优点是便于观察
。实验二:探究二氧化碳气体的其他性质,实验装置如图2和图3所示。
(3)利用图2实验验证二氧化碳具有
密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧
的性质。要让蜡烛自下而上熄灭,选用图2中的乙
(选填“甲”或“乙”)装置更易成功。(4)将一大烧杯倒扣在培养皿上,培养皿上所放物质如图3所示(已知大理石与稀盐酸反应会产生CO₂)。其中Ⅰ处溶液变
红
色;Ⅱ处溶液变浑浊
,该反应的化学方程式为CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O
;Ⅲ处试纸无明显变化
。答案
10.(1)A (2)0.6 便于观察
(3)密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧 乙
(4)红 浑浊 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ 无明显变化
(3)密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧 乙
(4)红 浑浊 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ 无明显变化
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的性质设计了多个探究实验，解题思路如下：
(1) 探究二氧化碳在水中的溶解能力时，需控制变量，使用纯净的水，避免自来水中的杂质干扰实验结果，据此选择试剂；
(2) 根据注入二氧化碳的体积和水的体积，计算1体积水溶解二氧化碳的量；红色油柱颜色鲜明，便于观察液面变化；
(3) 蜡烛熄灭的现象可推导二氧化碳的性质，要让蜡烛自下而上熄灭，需让二氧化碳从下方通入，据此选择装置；
(4) 结合二氧化碳与水、澄清石灰水的反应，以及二氧化碳不能使干燥石蕊试纸变色的性质，分析各部分的现象。
【解析】
(1) 探究二氧化碳在水中的溶解能力时，需使用纯净的水，避免自来水中的杂质对实验结果产生干扰，因此试剂瓶中应加入蒸馏水，故选A；
(2) 已知水的体积为200 mL，当注入120 mL二氧化碳时红色油柱开始移动，说明该条件下200 mL水中溶解了120 mL二氧化碳，因此1体积水中能溶解的二氧化碳体积为$\frac{120\ \mathrm{mL}}{200\ \mathrm{mL}}=0.6$；使用红色油柱的优点是颜色明显，便于观察液面的变化情况；
(3) 图2实验中蜡烛熄灭，说明二氧化碳具有密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧的性质；要让蜡烛自下而上熄灭，需将二氧化碳从下方通入，因此选用乙装置更易成功；
(4) Ⅰ处为紫色石蕊溶液，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红；Ⅱ处为澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此溶液变浑浊，反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；Ⅲ处为干燥的石蕊试纸，二氧化碳本身不能使干燥的石蕊试纸变色，因此无明显变化。
【答案】
10.(1)A (2)0.6 便于观察 (3)密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧 乙 (4)红 浑浊 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ 无明显变化
【知识点】
二氧化碳的性质、化学方程式书写、实验现象分析
【点评】
本题通过多个探究实验考查二氧化碳的核心性质，需要学生结合实验现象推导结论，同时掌握化学实验的基本分析方法，是初中化学的常规基础题，侧重对基础知识的应用能力考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕二氧化碳的性质设计了多个探究实验，解题思路如下：
(1) 探究二氧化碳在水中的溶解能力时，需控制变量，使用纯净的水，避免自来水中的杂质干扰实验结果，据此选择试剂；
(2) 根据注入二氧化碳的体积和水的体积，计算1体积水溶解二氧化碳的量；红色油柱颜色鲜明，便于观察液面变化；
(3) 蜡烛熄灭的现象可推导二氧化碳的性质，要让蜡烛自下而上熄灭，需让二氧化碳从下方通入，据此选择装置；
(4) 结合二氧化碳与水、澄清石灰水的反应，以及二氧化碳不能使干燥石蕊试纸变色的性质，分析各部分的现象。
【解析】
(1) 探究二氧化碳在水中的溶解能力时，需使用纯净的水，避免自来水中的杂质对实验结果产生干扰，因此试剂瓶中应加入蒸馏水，故选A；
(2) 已知水的体积为200 mL，当注入120 mL二氧化碳时红色油柱开始移动，说明该条件下200 mL水中溶解了120 mL二氧化碳，因此1体积水中能溶解的二氧化碳体积为$\frac{120\ \mathrm{mL}}{200\ \mathrm{mL}}=0.6$；使用红色油柱的优点是颜色明显，便于观察液面的变化情况；
(3) 图2实验中蜡烛熄灭，说明二氧化碳具有密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧的性质；要让蜡烛自下而上熄灭，需将二氧化碳从下方通入，因此选用乙装置更易成功；
(4) Ⅰ处为紫色石蕊溶液，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红；Ⅱ处为澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此溶液变浑浊，反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；Ⅲ处为干燥的石蕊试纸，二氧化碳本身不能使干燥的石蕊试纸变色，因此无明显变化。
【答案】
10.(1)A (2)0.6 便于观察 (3)密度比空气大、不可燃烧、不支持燃烧 乙 (4)红 浑浊 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$ 无明显变化
【知识点】
二氧化碳的性质、化学方程式书写、实验现象分析
【点评】
本题通过多个探究实验考查二氧化碳的核心性质，需要学生结合实验现象推导结论，同时掌握化学实验的基本分析方法，是初中化学的常规基础题，侧重对基础知识的应用能力考查。
【难度系数】
0.6
11.跨学科·生物学 如图所示的是自然界中碳、氧循环简图,回答下列问题。
(1)图1中,转化1表示水吸收二氧化碳的过程,发生反应的化学方程式为
(2)图2中,转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一——绿色植物的光合作用,该过程是在叶绿体和光的作用下进行的,生成的Y为葡萄糖($\ce{C6H12O6}$),反应的化学方程式为
(3)上述两个反应的反应物相同,但得到的产物却完全不同,原因是
(1)图1中,转化1表示水吸收二氧化碳的过程,发生反应的化学方程式为
$\ce{H_{2}O + CO_{2}\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
。(2)图2中,转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一——绿色植物的光合作用,该过程是在叶绿体和光的作用下进行的,生成的Y为葡萄糖($\ce{C6H12O6}$),反应的化学方程式为
$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$
。(3)上述两个反应的反应物相同,但得到的产物却完全不同,原因是
反应条件不同
。答案
11.(1)$\ce{H_{2}O + CO_{2}\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
(2)$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$
(3)反应条件不同
(2)$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$
(3)反应条件不同
解析
【分析】
本题围绕自然界碳、氧循环的两个反应展开，需结合反应的反应物、产物及反应条件分析。第(1)题，转化1是水吸收CO₂，属于二氧化碳与水的化合反应，生成碳酸；第(2)题，转化1是绿色植物的光合作用，反应物为CO₂和H₂O，产物是葡萄糖和O₂，反应条件为光照和叶绿体；第(3)题，对比两个反应，反应物相同但产物不同，需从反应条件差异分析原因。
【解析】
(1) 水吸收二氧化碳，发生化合反应生成碳酸，化学方程式为：$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$；
(2) 绿色植物的光合作用，是二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下生成葡萄糖和氧气，根据原子守恒配平，反应的化学方程式为：$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$；
(3) 两个反应的反应物均为CO₂和H₂O，但反应条件不同（前者无特殊条件，后者需要光照和叶绿体），因此产物完全不同。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O + CO_{2}\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
(2)$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$
(3)反应条件不同
【知识点】
化学方程式书写；光合作用；反应条件的作用
【点评】
本题结合自然界碳氧循环，考察基础化学方程式书写及反应条件对反应的影响，属于跨学科基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕自然界碳、氧循环的两个反应展开，需结合反应的反应物、产物及反应条件分析。第(1)题，转化1是水吸收CO₂，属于二氧化碳与水的化合反应，生成碳酸；第(2)题，转化1是绿色植物的光合作用，反应物为CO₂和H₂O，产物是葡萄糖和O₂，反应条件为光照和叶绿体；第(3)题，对比两个反应，反应物相同但产物不同，需从反应条件差异分析原因。
【解析】
(1) 水吸收二氧化碳，发生化合反应生成碳酸，化学方程式为：$\ce{H_{2}O + CO_{2} = H_{2}CO_{3}}$；
(2) 绿色植物的光合作用，是二氧化碳和水在光照、叶绿体的作用下生成葡萄糖和氧气，根据原子守恒配平，反应的化学方程式为：$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$；
(3) 两个反应的反应物均为CO₂和H₂O，但反应条件不同（前者无特殊条件，后者需要光照和叶绿体），因此产物完全不同。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O + CO_{2}\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
(2)$\ce{6CO_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{光照、叶绿体}C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}}$
(3)反应条件不同
【知识点】
化学方程式书写；光合作用；反应条件的作用
【点评】
本题结合自然界碳氧循环，考察基础化学方程式书写及反应条件对反应的影响，属于跨学科基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
12.某石灰水中含有氢氧化钙1.48 g,要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,至少需要二氧化碳的质量是多少？
答案
12.解:设至少需要二氧化碳的质量是x。
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2}\xlongequal{\;\;} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
74 44
1.48 g x
$\frac{74}{44}=\frac{1.48\ \mathrm{g}}{x}$ x=0.88 g
答:至少需要二氧化碳的质量是0.88 g。
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2}\xlongequal{\;\;} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
74 44
1.48 g x
$\frac{74}{44}=\frac{1.48\ \mathrm{g}}{x}$ x=0.88 g
答:至少需要二氧化碳的质量是0.88 g。
解析
【分析】本题属于根据化学方程式的计算问题，解题思路为：先明确氢氧化钙与二氧化碳反应的化学方程式，确定反应中各物质的相对质量；再设出待求的二氧化碳质量为未知数，将已知的氢氧化钙质量代入化学方程式对应的质量比例关系中，通过列比例式计算出二氧化碳的质量，最后按规范步骤作答。
【解析】解：设至少需要二氧化碳的质量是x。
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2}\xlongequal{\;\;} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
$\ce{Ca(OH)_{2}}$的相对分子质量为$40+(16+1)×2=74$，$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12+16×2=44$。
根据化学方程式中各物质的质量比等于相对分子质量之比，可得：
$\frac{74}{44}=\frac{1.48\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{44×1.48\ \mathrm{g}}{74}=0.88\ \mathrm{g}$
答：至少需要二氧化碳的质量是0.88 g。
【答案】0.88 g
【知识点】根据化学方程式的计算；碱与非金属氧化物的反应
【点评】本题是化学计算的基础题型，考查根据化学方程式的简单计算，步骤明确、逻辑清晰，只要掌握化学方程式书写、相对分子质量计算及比例式应用即可解答，是学生需熟练掌握的基础内容。
【难度系数】0.7
【解析】解：设至少需要二氧化碳的质量是x。
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2}\xlongequal{\;\;} CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
$\ce{Ca(OH)_{2}}$的相对分子质量为$40+(16+1)×2=74$，$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12+16×2=44$。
根据化学方程式中各物质的质量比等于相对分子质量之比，可得：
$\frac{74}{44}=\frac{1.48\ \mathrm{g}}{x}$
解得：$x=\frac{44×1.48\ \mathrm{g}}{74}=0.88\ \mathrm{g}$
答：至少需要二氧化碳的质量是0.88 g。
【答案】0.88 g
【知识点】根据化学方程式的计算；碱与非金属氧化物的反应
【点评】本题是化学计算的基础题型，考查根据化学方程式的简单计算，步骤明确、逻辑清晰，只要掌握化学方程式书写、相对分子质量计算及比例式应用即可解答，是学生需熟练掌握的基础内容。
【难度系数】0.7
化学用语天天练
请正确写出下列反应的化学方程式：
用澄清石灰水检验二氧化碳：
二氧化碳与水反应：
碳酸分解：
请正确写出下列反应的化学方程式：
用澄清石灰水检验二氧化碳：
二氧化碳与水反应：
碳酸分解：
答案
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
解析
【分析】要正确书写化学方程式，需先明确每个反应的反应物、生成物，再检查反应条件、沉淀和气体符号的标注规则：①澄清石灰水检验二氧化碳，反应物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{Ca(OH)_{2}}$，生成物为$\ce{CaCO_{3}}$沉淀和$\ce{H_{2}O}$，需标注沉淀符号；②二氧化碳与水反应，反应物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，生成物为$\ce{H_{2}CO_{3}}$，无特殊条件；③碳酸分解，反应物为$\ce{H_{2}CO_{3}}$，生成物为$\ce{CO_{2}}$气体和$\ce{H_{2}O}$，需标注气体符号。
【解析】根据各反应的物质组成及符号规则，依次书写：
1. 澄清石灰水检验二氧化碳：$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
2. 二氧化碳与水反应：$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
3. 碳酸分解：$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
【答案】$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$；$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
【知识点】化学方程式书写、二氧化碳的化学性质
【点评】本题为化学用语基础题，考查二氧化碳相关反应的化学方程式书写，需准确记忆反应的物质组成及符号标注规则，是初中化学核心基础内容。
【难度系数】0.8
【解析】根据各反应的物质组成及符号规则，依次书写：
1. 澄清石灰水检验二氧化碳：$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
2. 二氧化碳与水反应：$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$
3. 碳酸分解：$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
【答案】$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$；$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}H_{2}CO_{3}}$；$\ce{H_{2}CO_{3}\xlongequal{\;\;}CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
【知识点】化学方程式书写、二氧化碳的化学性质
【点评】本题为化学用语基础题，考查二氧化碳相关反应的化学方程式书写，需准确记忆反应的物质组成及符号标注规则，是初中化学核心基础内容。
【难度系数】0.8
