2025年浙江省中考科学一轮复习考点突破课件空气氧气二氧化碳(二)

第5课时空气、氧气、二氧化碳(2)1.认识二氧化碳的主要性质,学会二氧化碳的实验室制法。2.了解臭氧层破坏、温室效应加剧等环境问题及对人类的影响。焦点1二氧化碳能作灭火剂的原因

例1如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是(

)A.将观察到高的蜡烛先熄灭B.不移开玻璃片,实验现象更明显C.蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点D.去掉烧杯中的1支蜡烛,也得出同样的实验结论

D【解析】二氧化碳密度比空气大,故低的蜡烛先熄灭,A错误;随着集气瓶中二氧化碳的减少,瓶内气压变小,不移开玻璃片,内外压强不平衡,不便于二氧化碳导出,现象不明显,B错误;物质的着火点通常固定不变,是不能降低的,C错误;用两支高低不等的蜡烛可以验证二氧化碳的密度比空气大,也能验证二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。由于二氧化碳是从集气瓶中向下“流”的,所以只用1支蜡烛,也能得出同样的实验结论,D正确;故选D。【对点训练】1.如图,小舟制作了一个简易泡沫灭火器,为增加泡沫量,添加少量不参与反应的发泡剂。(1)使用灭火器时,只需将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠反应后喷出大量含有CO2的泡沫,当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝_____________的作用,即可灭火。选用CO2作为灭火气体是因为该气体具有的性质是_______________________________________。

氧气(或空气)密度比空气大,不能燃烧,也不支持燃烧

焦点2二氧化碳与水反应

例2为了探究二氧化碳能与水发生反应生成酸,小明设计了如下实验方案:取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥小花,按图中的步骤Ⅰ~Ⅳ依次进行实验,观察小花的颜色变化

。(1)该方案中观察到纸花的颜色变化是Ⅰ纸花变红,

Ⅱ纸花不变红,ⅢⅢ____________,

ⅣⅣ______________。

(2)步骤Ⅰ、Ⅱ两项说明了什么?步骤Ⅰ说明:____________________;步骤Ⅱ说明:____________________。

(3)该同学进行四组对比实验的目的是什么?__________________________________________。

(4)写出该实验中所发生反应的化学方程式:_______________________。

(5)如果将Ⅳ中实验后的纸花拿出来用电吹风吹一下,会观察到________________________。

纸花不变红

纸花变红酸能使石蕊变红水不能使石蕊变红验证二氧化碳与水反应后生成了酸性物质

CO2+H2O===H2CO3

纸花由红色变成紫色【对点训练】2.对比实验是进行科学探究的重要方式。下图所示实验均用到了对比的方法。下列说法错误的是(

)A.图1实验能验证二氧化碳与水发生了反应B.图2实验能说明红磷的着火点比白磷的高C.图3实验能验证金属活动性顺序为Fe>Cu>AgD.图4实验能说明硝酸铵固体溶于水会吸收热量A焦点3二氧化碳的检验方法

例3空腔果实内由于不发生光合作用,其中的气体可能与空气产生差异。某同学选择了一个熟透的葫芦,按下列方案进行研究。(1)如图①所示,收集葫芦中气体采用的方法是____________。

(2)如图②所示,是用来测定葫芦中________的含量。装置②集气瓶中发生反应的化学方程式是______________________。

(3)检验葫芦中有无CO2气体,应采用的方法是_______________________________________________________。

排水法

O2

4P+5O2

2P2O5

往葫芦中加入澄清石灰水,振荡,观察石灰水是否变浑浊【解析】

(1)图①所示的气体收集方法是排水法。(2)图②所示原型取自教材中测定空气中氧气含量的实验,所以在此是测定葫芦中氧气的含量。(3)检验二氧化碳的最好方法是向容器中倒入澄清石灰水,观察是否变浑浊。如果用燃着的木条检验,那是利用二氧化碳不能支持燃烧的性质,而氮气与二氧化碳一样也是无色无味、不能支持燃烧的气体,所以不宜采用这种方法检验二氧化碳。【对点训练】3.科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料(主要是生铁、镀锌铁皮)时,溶液发烫并闻到了刺激性气味,这种反常现象引起了同学们的思考。从组成物质的元素角度分析,他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种。为了确定该气体的成分,他们进行了如下探究。[查阅资料]Ⅰ.SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水,CaSO3是难溶于水的白色沉淀;Ⅱ.SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色,上述其他气体不能。[实验探究](1)甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2,把它直接通入澄清石灰水,并观察实验现象。乙同学认为甲同学的做法不合理。请用化学方程式表示其原因:_________________________________。

SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O

(2)同学们设计了一套合理的实验装置,如图所示(铁架台已略去)。请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验(药品可重复选用):澄清石灰水、氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、无水硫酸铜、碱石灰(假设每步反应都是完全的)。①写出E装置中试剂的名称或化学式________________。

②A、B两装置中的药品分别是____________________和______________。

③若观察到______________________________________________________________________现象,证明原气体中有H2无CO。

无水硫酸铜酸性高锰酸钾溶液澄清石灰水

D装置中黑色粉末变成红色,E中的无水硫酸铜变蓝,F中的石灰水不变浑浊焦点4二氧化碳与水、碱的反应

例4科学探究是获得科学知识的一种基本方式。科学探究一般过程包含提出问题、明确目的、分析原理、设计方案、解释评估。为了证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。小金同学结合学科思想,设计实验方案进行如下探究:【实验目的】证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。【实验原理】通过验证反应物消失或新物质生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。【实验装置】如图,该装置气密性良好,三颈烧瓶中充满二氧化碳气体,针筒内有氯化钡溶液,分液漏斗中装有过量氢氧化钠溶液。【实验过程】先打开分液漏斗活塞,加入过量的氢氧化钠溶液,关闭活塞;一段时间后,发现针筒内的液体自动进入三颈烧瓶,并有白色沉淀产生。请完成下列问题:(1)小金设计本实验,基于的原理是______________________________。

(2)本实验能证明NaOH溶液与CO2发生化学反应的证据是__________________________________________________。

(3)实验结束,三颈烧瓶内溶液中一定存在的离子有_________________。

NaOH与CO2反应生成Na2CO3

针筒内的液体自动进入三颈烧瓶后有白色沉淀产生Na+、OH-、Cl-

【实验反思】(4)有同学提出可以用氢氧化钡溶液来替代氯化钡溶液,也能证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应的结论,请谈谈你的观点并说明理由:________________________________________________________。

不能,因为Ba(OH)2能与CO2反应产生白色沉淀,会产生干扰

【对点训练】4.小丽利用底部有一小孔的大试管,装配成如图甲所示的一个制取CO2气体的装置。(1)实验前,关闭止水夹,先将试管底部稍浸没在水中,再用双手紧握试管,观察到________________________,则说明装置气密性良好。

(2)小丽将CO2通入盛有NaOH溶液的试管中,观察不到明显现象。那么CO2与NaOH是否发生反应?为此又做了实验:在集满CO2的软塑料瓶(如图乙)中加入适量的NaOH溶液,盖紧瓶塞振荡,发现瓶变瘪,于是认为CO2与NaOH发生了反应。小衢提出质疑,认为导致软塑料瓶变瘪的原因还有可能是___________________________________________。

试管底部有气泡逸出二氧化碳能溶于水(或二氧化碳能与水反应)

(3)小科从变瘪的软塑料瓶中取出少量试液置于试管中,滴入_______________________________________(填一种盐)溶液,观察到有白色沉淀产生,就证明了CO2与NaOH的反应确实已经发生。

氯化钙(或氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等)

焦点5二氧化碳的制取与运算的综合

例5思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习,以下是小金同学对解决“气密性检查”类问题建构的思维模型:(1)结合小金建构的思维模型,完成如图甲装置气密性检查相关操作的问题:操作一:往锥形瓶中加水至如图所示位置,从建模的角度分析,该操作归属于上述思维模型中的__________________。

操作二:往锥形瓶中加水后,接下来应该是从_______(选填“A”或“B”)管向瓶内吹气。

构建密闭体系

B

(2)如图是制取二氧化碳的装置,其气密性的检查方法是_________________________________________________________________________________________________________。

(3)收集二氧化碳气体,应选择图丙中的_______(填字母)。

乙关闭止水夹,往长颈漏斗中加入一定量水,若观察到漏斗中能形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好(合理即可)

A

(5)用上述方法收集的二氧化碳中可能会有空气,请你设计一个简单的实验来证明:____________________________________________________________________________________________________________________________。

将集有二氧化碳的试管或集气瓶等容器倒置在氢氧化钠溶液中,如观察到液体没有充满容器,则可认为收集的气体中含有空气(合理即可)

【解析】

(1)操作一:往锥形瓶中加水至如图甲所示位置,将长导管的下端密封,整套装置是一个密闭系统了,从建模的角度分析,该操作归属于上述思维模型中的构建密闭体系。操作二:往锥形瓶中加水后,接下来应该是从B管向瓶内吹气,若A管内能形成一段水柱,说明装置不漏气;故填:B。(2)检查装置气密性的基本思路就是制造气压差,再根据这种情况应该表现出的现象进行判断。使装置内的气压增大,要么通过加热,要么通过加压(既可以是加水液压,也可以使用针筒向装置内打气)。(3)二氧化碳能溶于水,一般不用排水法收集,二氧化碳密度比它大,可选用向上排空气法收集,即选A。(4)第4小题是一个基本计算,将有关不纯物的计算转化为纯净物的计算即可。(5)第5小题思想方法比较精妙,与空气中氧气体积分数测量的思想方法类似,要想办法将集气瓶中的二氧化碳吸收掉,减小的体积用可见的物质替换呈现出来,是一种转换思想。【对点训练】5.实验室制取CO2时,选择合适溶质质量分数的盐酸,有利于减少盐酸的浪费。小博分别取100g溶质质量分数为7.3%、14.6%、21.9%的盐酸与足量的石灰石进行了三组实验,实验中每4分钟用电子天平测量生成CO2的质量,数据记录见表。组别时间/分04812162017.3%盐酸生成的CO2质量/g01.061.662.102.34a214.6%盐酸生成的CO2质量/g01.662.122.282.302.30321.9%盐酸生成的CO2质量/g01.962.162.202.202.20请根据上述信息回答问题:(1)小博推测表中a的值小于2.58,结合以上数据,分析原因:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________由0~16分钟可知,随着反应进行,盐酸浓度减小,反应速率减慢,12~16分钟生成二氧化碳质量是0.24g,则16~20分钟生成二氧化碳质量小于0.24g,因此表中a的值小于2.34+0.24=2.58。

(3)小博猜想盐酸的浪费可能跟盐酸的性质有关,为进一步验证自己的猜想,他设计了如下装置加以检验,并记录下表数据。比较m1、m2、m3的大小______________。

组别A中盐酸的质量/gA中盐酸的浓度B中白色沉淀的质量/g11007.3%m1210014.6%m2310021.9%m3

m1<m2<m3

焦点6关注大气环境质量问题

例6我国努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了解决气候问题的大国担当。某科学兴趣小组开展了“低碳有我”为主题的项目式学习,请回答下列问题:【项目一】调查碳循环(1)观察图示,自然界中二氧化碳主要的来源是生物的呼吸和____________________。

化石燃料的燃烧【项目二】了解碳封存碳封存是从大气中捕获并储存二氧化碳的过程,是实现碳中和目标不可或缺的主要技术选择。2023年6月1日,我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器,再将分离的二氧化碳通入压缩机加压和干燥,使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界二氧化碳的密度接近液体,粘度接近气体。(2)从微观角度分析二氧化碳气体易被压缩的原因是______________________________。

(3)下列对超临界二氧化碳的理解正确的是________(填字母)。

A.超临界二氧化碳只能存在于特定的条件下B.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的化学性质不同C.若用相同管道输送时,单位时间内超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳气体更大二氧化碳分子间有较大空隙

AC

【项目三】探究碳捕捉工业上常用碳捕捉技术来“捕捉”空气中的二氧化碳,再把捕捉的二氧化碳提取出来,经化学反应使之变成甲醇和水,其流程如图所示(部分反应条件和物质未标出):(4)整个流程中,除水外,循环利用的物质还有_______________(填化学式)。

CaO、NaOH

【项目四】聚力助低碳(5)实现碳中和需要世界各国的共同关注和努力。我国已采取多种措施,如调整能源结构,开发使用新能源等。作为中学生,你的低碳行动是___________________________________(写一条即可)。

节约用纸、绿色出行等(合理即可)

【解析】

(1)由图可知,自然界中二氧化碳主要的来源是生物的呼吸和化石燃料的燃烧。(2)气体容易被压缩从微观角度分析是气体分子间有较大空隙。(3)超临界二氧化碳是一种特定状态下的存在形式,构成的微粒仍然是二氧化碳分子,化学性质保持不变,超临界二氧化碳粘度接近气体,意味着其通过管道运输时速度可以接近气体,但密度接近液体,那么单位时间内超临界二氧化碳输送量自然就比气体更大。【对点训练】6.2024年6月5日是第53个世界环境日,主题为“全面推进美丽中国建设”。大量化石燃料的使用,造成大量二氧化碳的排放,导致海水的酸性增强及气候变暖。(1)海水酸性增强的原因是______________________________________。

二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性(2)如图所示,小科模拟研究二氧化碳增加是否会增强温室效应,他在四个集气瓶中,装入不同体积比例的空气和CO2,置于阳光下一段时间,玻璃管(足够长)中有红墨水,通过比较________________________________判断集气瓶内气体温度高低。

玻璃管内红墨水向右移动的距离(3)为了缓解温室效应