中考化学总复习冲刺高频考点有关二氧化碳性质实验探究题word版有答案Word格式.docx
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（2）制取二氧化碳，以软塑料瓶为容器，用向上排空气法收集，验满后备用。
a．定性实验
（3）实验①：
取两瓶盛满二氧化碳的塑料瓶，分别倒入250毫升水，立即盖紧瓶盖。
将其中一瓶静置，一瓶充分振荡。
观察到，静置的一瓶几乎没有发生形变，而振荡后的塑料瓶发生形变。
得出结论：
振荡，可以加快二氧化碳在水中的溶解。
b．定量实验
（4）实验②：
取2支医用注射器分别抽取10mL空气和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图1所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次。
实验③：
另取2支医用注射器分别抽取10mL现制的二氧化碳气体和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。
反复交替推动注射器活塞的作用是让气体在水中充分溶解。
（5）记录数据：
实验编号
抽取气体的体积
抽取蒸馏水的体积
充分混合后，气、液总体积
②
10mL空气
10mL
20mL
③
10mL现制的二氧化碳
13mL
【得出结论】由上表所列数据可知，在实验室条件下，空气难溶于水，二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解0.7体积的二氧化碳。
【反思质疑】为了能更加直接的观察到二氧化碳能溶于水，化学老师用数字实验测量了反应前后容器内压强的变化。
实验装置如图2所示，用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体并验满，连接压强传感器和一只装有20mL备用的蒸馏水的注射器，刚开始时测量到容器内压强为106.07KPa，迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，压强开始缓慢减小，约10秒后振荡烧瓶，观察到压强明显减小，一段时间后压强几乎不变，最终烧瓶内压强为106.51KPa．压强变化曲线如图3所示。
（1）BC段压强上升的原因是：
将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的压强迅速增大。
（2）D点压强大于B点，说明反应后压强略大于反应前容器内的压强，由此你的解释是1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的体积。
【查阅资料】二氧化碳与水反应生成碳酸；
故填：
CO2+H2O=H2CO3；
（1）将蒸馏水煮沸的目的是气体的溶解度随温度的升高而减小，赶走蒸馏水中溶解的气体，减小对实验数据的影响；
立刻盖上瓶塞后再冷却的原因是防止气体进入，影响实验；
气体的溶解度随温度的升高而减小，赶走蒸馏水中溶解的气体，减小对实验数据的影响；
防止气体进入，影响实验；
（3）取两瓶盛满二氧化碳的塑料瓶，分别倒入250毫升水，立即盖紧瓶盖。
观察到，静置的一瓶几乎没有发生形变，而振荡后的塑料瓶发生形变。
振荡，可以加快二氧化碳在水中的溶解；
发生形变；
（4）反复交替推动注射器活塞的作用是让气体和水充分溶解，故填：
让气体在水中充分溶解；
【得出结论】表中数据可知：
10mL水中只能溶解（20mL-13mL）=7mL二氧化碳，即二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解0.7；
0.7；
【反思质疑】
（1）实验中迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的压强迅速增大，即BC段压强上升；
将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的压强迅速增大；
（2）因为1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的体积，因此反应后压强略大于反应前容器内的压强；
1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳，所以加入的水也占有一定的体积。
3、因二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以二氧化碳一般不用排水法收集。
二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？
某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入地探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
【定性实验】实验后，装置Ⅱ水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为
红色。
但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。
对此你认为可能的原因是二氧化碳在水中溶解度较小。
【定量实验】采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。
因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气（来自于空气），推算出空气的含量，再求出CO2的含量。
请填写下列表格中相应的空白（精确到1%即可）：
测得氧气含量
推算出CO2含量
结论
排空气法
6.6%
69%
排水法收集到的二氧化碳更纯净
排水法
4.2%
80%
通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。
【实验反思】利用装置I和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶。
【交流讨论】证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？
向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度。
【拓展应用】利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤1：
如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体（分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）。
连接好装置和压强传感器。
氟化钠和牙齿长得碳酸钙反应生成氟化钙保护层，使牙齿和酸性物质接触面积小，反应的碳酸钙少
步骤2：
三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体（水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。
步骤3：
一段时间后，同时振荡烧瓶。
观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图3所示。
【查阅资料】氢氧化钙微溶于水氢氧化钠易溶于水均可与二氧化碳发生反应。
（1）导致曲线AB段气压增大的主要原因是：
注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大。
（2）图中曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
（3）利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法
使烧瓶内物质冷却（或抽气等）。
（4）曲线2与曲线3差异较大的原因是饱和石灰水浓度太低（氢氧化钙微溶于水）影响了二氧化碳的吸收。
石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
【定性实验】酸性溶液能使紫色的石蕊试液变红色；
而取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象，这可能是由于二氧化碳在水中溶解度较小造成的；
红色；
二氧化碳在水中溶解度较小；
【定量实验】设总体积是100mL，氧气含有4.2%，所以氧气是4.2mL，则空气体积是：
4.2mL÷
21%=20mL，所以空气的体积分数是20%，则二氧化碳是80%；
80%；
【实验反思】利用装置
I和装置
II收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是装置本身含有空气；
锥形瓶中的空气随二氧化碳气体进入集气瓶（合理答案即可）；
【交流讨论】证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，可以选择如下方法向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度；
向两集气瓶中分别加入相同体积、相同浓度的澄清石灰水振荡，观察变浑浊的程度（合理即可）；
【拓展应用】
（1）注射器中液体加入烧瓶中时速度太快，而反应程度较小，导致压强突然增大，所以曲线AB段气压增大；
突然增大；
（2）振荡烧瓶会加快二氧化碳的溶解，所以图中曲线1中CD段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的；
CD；
（3）使烧瓶内物质冷却，温度降低压强也会减小或抽气也会造成压强减小；
使烧瓶内物质冷却；
（4）曲线3表示了装置内的气压减小最大，所以是二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，生成了碳酸钠和水；
曲线2与曲线3差异较大的原因是氢氧化钙微溶于水，饱和氢氧化钙溶液中含有氢氧化钙的量很少，影响了二氧化碳的吸收；
二氧化碳的吸收。
4、氢氧化钠露置在空气中会与二氧化碳反应而变质。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠溶液反应没有明显现象，从哪些视角可以证明
CO2
与NaOH
溶液发生了反应？
【作出猜想】猜想一：
从生成物的视角；
猜想二：
从反应物的视角；
猜想三：
从能量变化的视角……
【实验探究
1】第一组同学分别取反应后的溶液少许于试管中，按如下四种方案实验：
A．滴加酚酞试液，若变红则说明没发生反应；
B．滴加
BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则说明发生了反应；
C．滴加澄清石灰水，若有白色沉淀生成，则说明发生了反应；
D．滴加足量的稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则说明发生了反应。
①该小组同学通过讨论，一致认为方案A是不正确的，原因是氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色。
②若方案
B正确，请写出此方案涉及的化学反应方程式BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。
2】第二组同学利用压强传感器和
CO2传感器设计了如图甲、乙两个实验装置，并进行实验，得到了压强随时间变化的曲线（如图丙）
①设计图乙实验的目的是对比作用，排除水对实验的干扰。
②图丙中曲线II（填
I或者II）表示
CO2和
NaOH溶液的反应。
3】化学反应常常伴随着能量的变化，第三组同学利用温度传感器获得了实验过程中温度随时间变化的曲线（如图丁）
曲线III为
CO2与
NaOH溶液的反应，曲线
IV为CO2与水的反应。
由此证明
NaOH
反应是放热反应（填“吸热”或“放热”）。
【拓展延伸】查阅资料，Na2CO3溶液与
CO2也会发生反应：
Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
当
10g8%的
NaOH溶液通入一定体积的
CO2后，所得溶液中的溶质是
Na2CO3和
NaHCO3，则参加反应的
CO2的体积范围是多少？
（该状况下，CO2
的密度为
2g/L）（写出计算过程）
4】第四组同学对二氧化碳的性质再探究。
实验步骤如下：
（1）图
1
所示装置的气密性良好，三个
250mL的烧瓶内收集满CO2
气体，三个注射器内各装有85mL的液体（分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液）。
（2）三位同学同时迅速将注射器内85mL的液体（水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液）注入各自烧瓶中，关闭活塞。
（3）一段时间后，三位同学同时振荡烧瓶。
观察烧瓶内气压随时间变化的曲线（如图
2）
①导致曲线
1中
CD段气压急速减小的操作是振荡烧瓶。
在不改变装置和药品的情况下，进一步降低
E点的方法是对烧瓶进行降温。
②曲线
2中发生的反应方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。
③曲线
2与曲线
3差异较大的原因是Ca（OH）2溶解度小，饱和石灰水中Ca（OH）2的浓度明显小于40%NaOH溶液中NaOH的浓度，影响了CO2的吸收。
。
④对比曲线
1、2、3，不能得出的结论是AD（填序号）。
A．CO2
能与水发生反应
B．1
体积水约溶解
体积
CO2
C．CO2
能与
溶液发生反应
D．检验
用饱和澄清石灰水较合适
E．吸收
用
溶液较合适
【作出猜想】研究物质的反应可以从反应物、生成物和反应的能量变化进行分析
二氧化碳和氢氧化钠反应生成的碳酸钠也是碱性的遇到酚酞也变红色，因此滴加酚酞试液，若变红则说明没发生反应是错误的
方案B中加入氯化钡，碳酸钠和氯化钡反应会生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，如果出现白色沉淀就能证明氢氧化钠变质，方程式为：
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl
2】
①对比两个实验只有注射器中的物质不一样，而实验是研究氢氧化钠，因此设计图乙实验的目的是对比作用，排除水对实验的干扰
②氢氧化钠吸收了容器中的二氧化碳，使得装置中的气体体积变小压强变小，因此曲线II正确反应了压强的变化
3】根据图象中的反应，随着反应的进行，装置中的温度逐渐升高，因此反应为放热反应
【拓展延伸】
CO2+NaOH═Na2CO3+H2O
44
80
106
x
10g×
8%
y
x=0.44，y=1.06g
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
106
44
1.06g
Z
z=0.44g
若只生成Na2CO3，则参加反应的CO2的质量为0.44g
若只生成NaHCO3，则参加反应的CO2的质量为0.88g
所以0.44g＜m（CO2）＜0.88g
0.22L＜V（CO2）＜0.44L
4】①振荡烧瓶使二氧化碳反应的速率加快，气体的体积变小，导致压强变小，降温同样可以是气体的体积变小，进而降低压强
②装置中是二氧化碳和石灰水的反应，石灰水的主要成分是氢氧化钙，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和是，方程式为：
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
③氢氧化钠易溶于水，氢氧化钙微溶于水，相同质量的两种溶液中氢氧化钠的含量大于氢氧化钙，因此会影响二氧化碳的吸收
④CO2
能与水是否发生反应要通过指示剂来检验，二氧化碳通入水中，气体体积减小，不知是溶解还是反应，从题中不能得出检验二氧化碳一定要用饱和澄清石灰水
【作出猜想】反应物
1】A；
氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色；
BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；
2】对比作用，排除水对实验的干扰；
II
3】放热；
4】①振荡烧瓶
对烧瓶进行降温
②Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
③Ca（OH）2
溶解度小，饱和石灰水中
Ca（OH）2
的浓度明显小于
40%NaOH
溶液中
的浓度，影响了
的吸收。
④AD
5、某同学学习了二氧化碳的知识后，对二氧化碳的性质进行如下探究．
【实验一】：
探究二氧化碳气体在水中的溶解能力．
实验步骤及装置如下：
①用大号针筒抽取200mL二氧化碳气体；
②试剂瓶中加入200mL水（恰好加满），塞紧双孔橡皮塞；
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）可以检验针筒中气体为二氧化碳的化学反应的化学方程式为：
二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水
（2）试剂瓶中加的水应是A（填字母）
A．蒸馏水
B．自来水
（3）推动活塞时尽量缓慢，其目的是使二氧化碳充分溶解；
（4）当向水中注入CO2气体体积达到120mL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现象明显，便于观察；
（5）要提高二氧化碳在水中的溶解能力，可采取的一种措施是降温、加压等．
【实验二】：
探究二氧化碳气体的其他性质．实验装置如下：
（6）利用图一实验验证二氧化碳具有密度比空气大、不可燃、不支持燃烧的性质，要让蜡烛自下而上熄灭，选用图一中的乙装置更易成功；
（7）利用图二装置验证二氧化碳能否与氢氧化钠、氢氧化钙反应；
他们先关闭K1，打开K2，往导管中缓缓通入600mL二氧化碳，丙、丁容器中均无明显现象；
然后打开K1，关闭K2，继续往导管中通入二氧化碳，观察到丁容器中的出现浑浊（通常情况下1体积水大约能吸收1体积二氧化碳）．根据上述现象，可以推断实验中二氧化碳AC（填字母）
A．一定与氢氧化钙反应
B．可能与氢氧化钙反应
C．一定与氢氧化钠反应
D．可能与氢氧化钠反应．
实验一：
（1）检验二氧化碳用澄清的石灰水；
二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学反应的文字表达式为：
二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水；
二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水．
（2）本题探究了二氧化碳的溶解性，为了避免杂质影响实验，试剂瓶中加入的水应是蒸馏水，故答案为：
A
（3）为了使二氧化碳充分溶解，推动活塞时尽量缓慢，故答案为：
使二氧化碳充分溶解；
（4）当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动，说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳，实验表明在该条件下，1体积水中能溶解二氧化碳的体积：
；
使用红色油柱的优点是现象明显，便于观察．
0.6；
现象明显，便于观察；
（5）气体物质的溶解度与压强成正比，要提高二氧化碳在水中的溶解能力，可采用的一种措施是：
降温、加压等；
实验二：
（6）图一中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧；
为确保蜡烛自下而上熄灭，倾倒二氧化碳时应让它沿着烧杯壁流下；
不支持燃烧；
乙；
（7）先关闭K1，打开K2，往导管中缓缓通入600毫升二氧化碳，丙、丁均无明显现象，说明二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收，又由于通常情况下1体积水大约能吸收1体积二氧化碳，因此说明了二氧化碳和氢氧化钠发生了反应；
然后打开K1，关闭K2，继续往导管中通入二氧化碳，观察到丁容器中的出现浑浊，说明二氧化碳与氢氧化钙发生了化学反应；
故选AC．
6、某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法．
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液的pH约为5.6；
【提出问题】二氧化碳能否用排水法收集？
【设计实验】
图1中反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．待生成的二氧化碳将锥形瓶中空气排尽时，连接a和b．
根据pH的变化判断排水法收集时二氧化碳的损失：
（1）用pH传感器测得蒸馏水的pH=7；
（2）待乙瓶中收集半瓶气体时，停止通入二氧化碳，关闭乙瓶左、右的弹簧夹；
（3）测得丙瓶中溶液的pH=6.5；
（4）充分震荡乙瓶后，测得其溶液的pH=5.5．
分析可知，丙瓶中所溶解二氧化碳的体积小于（填“大于”、“小于”或“等于”）
乙瓶中液体的体积．
实验中，甲瓶中蒸馏水的作用是吸收氯化氢气体．若没有该装置，则乙瓶中测出的溶液pH
会偏小（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）．
实验三：
随着科学发展，数字化检测技术得到广泛应用．图3是用二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线，则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法（填“排空气法”或“排水法”）．
【得出结论】
通过由实验分析说明，水所溶解的二氧化碳的量与生成的二氧化碳的量相比可忽略（填“可忽略”或“不可忽略”）．与用排空气比较，此法优点是收集到的气体较纯．
【反思评价】
能降低二氧化碳在水中溶解能力的措施是升高温度（写一条即可）．请分析乙瓶和丙瓶中溶液的pH存在差值的原因可能是乙瓶中二氧化碳与水接触更充分，并设计实验验证．
实验操作
实验现象
【设计实验】实验一：
大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
乙瓶内液体的pH小于丙瓶的pH，pH越小，溶解的二氧化碳越多；
小于；
盐酸会会发出少量的氯化氢气体，甲瓶中的蒸馏水可将其吸收，如不吸收，会导致乙瓶内的液体酸性增强，pH偏小；
吸收氯化氢气体；
偏小；
由二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线，则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法；
排水法；
【得出结论】通过由实验分析说明，水所溶解的二氧化碳的量与生成的二氧化碳的量相比可忽略，与用排空气比较，排水法收集的二氧化碳更为纯净；
可忽略；
收集到的气体较纯；
【反思评价】气体的溶解度随着温度的升高而减小；
乙瓶通过振荡能使得二氧化碳与水接触更充分；
要比较振荡是否影响到气体的溶解能力，可以采用相同大小的连个软塑料瓶，收集满二氧化碳后，加入等体积的水，将其中一个瓶子振荡，另一个静置，然后观察现象．
升高温度；
乙瓶中二氧化碳与水接触更充分；
向两只盛有二氧化碳气体的软塑料瓶各加入三分之一体积的水，一只静置，一只充分震荡，观察现象
前者无明显变化，后者瓶子变瘪
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