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专题12 氧气和二氧化碳的性质及应用
【课程标准】
1.氧化性和还原性
①举例说出氧化、还原反应；②说明氧气具有氧化性；③说明氢气和一氧化碳具有还原性
2.化学反应的基本类型
①知道化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应特点；②辨认具体化学反应基本类型
3.燃烧和缓慢氧化
①举例说出缓慢氧化现象；②列举剧烈氧化的现象；③知道可燃物燃烧的条件
④描述常用的灭火方法及原理；⑤列举火灾自救的一般方法
4.催化剂
①知道催化剂的概念；②知道催化剂在化学反应中的作用
5.质量守恒定律
①描述质量守恒定律；②从分子、原子的角度解释质量守恒定律
③应用质量守恒定律解释常见的现象
6.化学方程式
①知道化学方程式表示的意义；②正确表述常见反应的化学方程式
③根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
7.自然界中的碳循环、氧循环
①知道自然界中的碳循环的主要途径；②知道自然界中的氧循环的主要途径
8.氧气、二氧化碳
①概述氧气的主要物理性质及化学性质；②说明氧气的实验室制备及检验方法
③说明氧气的用途及与其性质的关系；④概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质
⑤说明二氧化碳的实验室制备及检验方法；⑥说明二氧化碳的用途及与其性质的关系
9.臭氧层、温室效应
①描述大气层中臭氧层的作用；②说明温室效应的成因；③关注温室效应的利弊
10.空气污染
①列举空气中污染物的主要来源；②列举防治空气污染的方法
③列举空气质量指数的主要内容
【学业要求】
①举例说出氧化、还原反应；氧气具有氧化性；氢气和一氧化碳具有还原性
②辨认化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应特点；具体化学反应基本类型
③知道氧化的现象；可燃物燃烧的条件
④知道催化剂在化学反应中的作用
⑤应用质量守恒定律解释常见的现象
⑥正确表述常见反应的化学方程式；根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
⑦知道自然界中的碳氧循环的主要途径
⑧说明氧气的实验室制备及检验方法；用途及与其性质的关系；
⑨概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质；二氧化碳的实验室制备及检验方法
⑩说明温室效应的成因；列举空气中污染物的主要来源；
【命题重点】说明氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质，实验室制备及检验方法，用途及与其性质的关系，探究空气中氧气体积分数的定量估测。题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
高频考点1：空气的主要成分
考点解读：
成分 证明方法 含量 性质与用途
氮气 78% (1)用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；(2)是制化肥、炸药的原料；(3)液氮作冷冻剂
氧气 能使带火星的木条复燃 21% 性质比较活泼。用途：(1)供给呼吸，如潜水、医疗；(2)支持燃烧，如燃烧、炼钢、气焊、气割
二氧化碳 空气通入石灰水中，石灰水会变浑浊 0.04% 用途：(1)是光合作用的原料；(2)固态CO2(俗称干冰)作制冷剂；(3)工业上用于制纯碱、尿素、汽水
水蒸气 无水硫酸铜暴露于空气中会变蓝 成云致雨的原料
稀有气体 0.93%
例1：空气是一种复杂的混合物，含有氧气、氮气、二氧化碳稀有气体等成分。下列关于各成分说法正确的是：（　　）
A．氧气是一种常见的燃料 B．氮气的体积分数约占78%
C．二氧化碳是大气污染物之一 D．稀有气体会破坏臭氧层
高频考点2：空气中氧气含量的测定
考点解读：测定原理：用红磷(或白磷)在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，容器内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水在大气压的作用下，被压入瓶内，进入的水的体积就代表了被消耗的氧气的体积。
现象：①产生大量白烟，②冷却后打开止水夹，进入集气瓶内的水约占原来瓶中空气总体积的五分之一。
实验拓展：
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
例2：（2025·温州模拟）小明发现人们喜欢在清晨锻炼，父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高，小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下：
①连接装置，并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中，将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气，点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，反应完成后，熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气，重复实验。
（1）步骤①中的横线处应填入：　 　
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是　 　。
（3）已知玻璃管内的气体体积为50 毫升，测算早晨空气中氧气含量时，装置内气体总体积减少20 毫升，则氧气的体积分数为　 　。
（4）小明通过实验，发现早晨空气中氧气含量最低，你认为其原因是　 　。
高频考点3：实验室制取氧气
考点解读： 氧气的实验室制法
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 ①排水集气法(氧气不易溶于水) ②向上排空气法(氧气密度比空气密度大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
例3：（2026·舟山模拟）小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并探究其相关性质。
请回答：
（1）本实验应选择图　 　(填“A”或“B”)装置来制取氧气。
（2）若实验中用向上排空气法收集氧气，氧气是否集满应选用　 　(填“C”或“D”)来检验。
（3）如图3所示，待火柴将要烧完时，立即伸进盛有氧气的集气瓶里，观察到　 　的现象，说明铁丝能在氧气中燃烧，也证明氧气具有　 　(填“可燃性”或“助燃性”)。
高频考点4：催化剂和催化作用
考点解读：在反应中能改变(加快或减慢)其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质叫做催化剂，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。注意：催化剂的特点可概括为“一变，两不变”，“一变”即改变反应速率，两不变指催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。
例4：（2025·浙江三模） 某同学查阅资料发现，氧化铁、氯化铁、二氧化锰等都可用做过氧化氢溶液制取氧气的催化剂。为了比较氯化铁与二氧化锰的催化能力强弱，利用下图装置进行实验：
步骤1：检查装置气密性，并正确连接装置；
步骤2：按下表所示实验药品及用量进行实验。
组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂 60s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无 　
2 20 2g二氧化锰 　
3 20 2g氯化铁 　
（1）装置连接的正确顺序是　 　(用图中的字母表示)。
（2）组别1 不放任何药剂的目的是　 　。
（3）此实验是依据　 　的现象来比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱。
（4）若该同学还想同时比较氧化铁催化过氧化氢溶液制取氧气的能力，请在答题纸上将该同学设计的实验表格补充完整　 　。
高频考点5：物质在空气或氧气中燃烧的现象和产物
物质 反应现象
磷 产生大量白烟——P2O5
木炭 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——CO2
硫 空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体——SO2
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰——2H2O
铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体——Fe3O4
镁 发出耀眼的白光，生成白色粉末——MgO
考点解读：
例5：（2025·温州模拟）某同学在做铁丝在氧气中燃烧实验时发现，较粗的铁丝不能被点燃，而较细的铁丝容易点燃。老师提示：可燃物燃烧除了需要助燃剂和达到着火点外，还需满足“比表面积”的要求。 “比表面积”是指单位质量物料所具有的总表面积。为探究比表面积对可燃物燃烧的影响，该同学做了4组实验。
步骤一：分别取如下表所示可燃物，第1、2两组利用火柴引燃后伸入装有氧气的集气瓶中；
步骤二：将第3组铁粉放入燃烧匙内用酒精灯充分加热，发现在空气中即可燃烧；
步骤三：将第4组用药匙将细铁粉从密封袋取出后，细铁粉在空气中直接发生自燃。
组别 1 2 3 4
可燃物的种类 粗铁丝 直径：1.6毫米 细铁丝 直径： 0.38毫米 铁粉 直径： 3~10微米 细铁粉 直径：20~30纳米
可燃物的质量 2克 2克 2克 2克
（1）在做铁丝燃烧实验前，需要在集气瓶中加入适量水，其目的是　 　；
（2）点燃细铁丝的具体操作是　 　；
（3）结合该实验的结论，请分析为何细铁丝比粗铁丝更容易被点燃　 　。
（4）结合以上信息，除比表面积外，请再写出两个影响可燃物燃烧的因素　 　。
高频考点6：缓慢氧化、剧烈氧化、自燃，燃烧的条件及灭火、火灾自救
考点解读：可燃物燃烧条件：①可燃物与氧气(或空气)充分接触。②温度达到可燃物的着火点。灭火方法及原理：隔绝助燃剂、降低温度至着火点以下、撤离可燃物。发生火灾时的一些自救方法：①浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻；②用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙；③在窗前呼救。
例6：（2026·宁波模拟）某科学兴趣小组以“CO2的排放、危害与防治”为主题开展项目化研究。
（1）【任务一：CO2的排放】
化石燃料的燃烧是CO2排放的主要来源之一。天然气是一种常见的化石燃料，其主要成分是甲烷(CH4)。请写出甲烷完全燃烧的化学方程式　 　。
（2）【任务二：CO2的危害】
①用大理石与稀盐酸制取CO2，采用向上排空气法收集。验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭。从燃烧条件分析，小木条熄灭是由于　 　。
②用相同的试剂瓶收集一瓶空气，按图甲所示连接实验装置(气密性良好)。
③标记玻璃管内红墨水初始位置，用红外灯等距离照射装置一段时间，观察到图甲中红墨水向右移动。这一实验现象说明　 　。
（3）【任务三：CO2的防治】
如图乙所示，向两只盛有250毫升CO2气体的烧瓶中分别注入60毫升蒸馏水和60毫升质量分数为40%的氢氧化钠溶液，一段时间后振荡，得到如图丙的图像。请解释图中注入氢氧化钠溶液后，曲线先上升后下降的原因：　 　。结合图像分析，用氢氧化钠溶液吸收CO2的效果更好。
高频考点7：二氧化碳的性质
考点解读：在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，它的密度比空气的密度大，因此能像倒液体那样从一个容器向另一个容器倾倒。在加压降温的情况下，二氧化碳能变成无色液体，甚至变成雪状固体，通常人们把固体二氧化碳叫做干冰。二氧化碳溶解在水里时，跟水发生化学反应生成碳酸。碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红色。向澄清石灰水里通入二氧化碳时，会生成白色的碳酸钙沉淀，使石灰水变浑浊，此反应常用来检验二氧化碳。
例7：（2026·衢江模拟）实验室常用大理石和稀盐酸反应制CO2，制得的CO2中会混有少量水蒸气。为制取干燥CO2并探究其相关性质，小科设计了如图1的制取装置和如图2的性质实验。
（1）图1中X可选用　 　(填试剂名称)，收 集装置应选用 　 　 (填“A”或“B”)。
（2）为了探究CO2气体是否具有酸性，小科将生成的气体按箭头方向通入图2的甲装置，观察到　 　 (填现象)说明CO2气体没有酸性。
（3）小明将大理石与浓盐酸反应生成的气体通入澄清石灰水(如图2乙装置)，但没有观察到明显现象，请解释原因： 　 　。
高频考点8：二氧化碳的实验室制法
考点解读：(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
例8：（2026·金华模拟）实验室常用稀盐酸与大理石(主要成分为碳酸钙)反应制取二氧化碳，一般不使用稀硫酸，因为硫酸钙微溶于水，会沉积在碳酸钙表明形成覆盖膜，阻碍反应进一步进行。若破坏该膜的形成，反应便可继续进行。
实验一：验证硫酸钙膜的阻碍作用
小科利用图1装置，分别将pH=0.3的稀盐酸和稀硫酸与等质量、同形状的粗大理石反应，得到如图2所示的压强-时间曲线 (曲线1为稀盐酸，曲线2为稀硫酸)。
（1）写出曲线1所对应反应的化学方程式：　 　。
（2）结合图2分析，硫酸钙　 　(填“会”或“不会”)阻碍反应进行。
（3）实验二：探究搅拌速度对反应速率的影响
小科推测，搅拌可冲刷掉大理石表面形成的硫酸钙膜。在控制其他条件相同下(5g粗大理石，10毫升pH=0.3 的稀硫酸)，小科用不同搅拌档位(0、6、8、10档，搅拌速度依次加快)实验，得到压强-时间图像，如图3所示。
根据图3分析，可得出结论：　 　。
（4）请结合上述实验结论，解释酸雨(含稀硫酸)能够持续腐蚀大理石雕塑(如图4)的原因：　 　。
高频考点9：装置的选择
考点解读：
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
例9：（2026·临平模拟）实验室里常用下列装置制取并收集气体。
（1）若用氯酸钾和二氧化锰制取较干燥的氧气，则发生和收集装置应为　 　(填字母)，其化学反应方程式为　 　。
（2）若用B装置制取氢气，反应时液面应不低于　 　(填“m”或“n”)。
（3）用F装置收集二氧化碳，验满方法是　 　。
高频考点10：二氧化碳对环境的影响
考点解读：(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
例10：（2025·绍兴模拟）小科为了验证二氧化碳是否是温室气体，进行了以下活动：
（1）小科设计如图甲所示的装置来验证二氧化碳是否是温室气体。
①实验装置中玻璃瓶的外形和体积相同，光照前水柱应位于玻璃管的　 　处；
②把装置置于阳光下，如果二氧化碳是温室气体，则一段时间后水柱将向　 　(填“左边”或“右边”)移动。
（2）小科保持其他装置不变，改变右瓶空气与CO2的比例，重复上述实验，则他要研究的是温室效应与　 　的关系。
（3）小科查阅资料，获得地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势如图乙所示。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是　 　。
1．（2025·金华模拟）为了解我市不同环境中的空气质量，化学小组同学利用数字化仪器测定了可吸入颗粒TSP(总悬浮颗粒物)、NO2、SO2的含量如图所示，下列说法不正确的是 (　　)
A．对该地空气质量影响最大的是 TSP
B．该地冬季里空气的质量最差
C．SO2和NO2易形成酸雨， 酸雨的pH=5.6
D．实验室可用碱液吸收处理SO2
2．暑假期间，小思从余姚出发前往西藏旅游。在海拔3300m、气温为9%C的民宿中，他发现随带的食品“膨胀了”。请根据空气的组成成分和大气压强的相关知识，判断下列说法正确的是（　　）
A．氮气常作为膨化食品的保护气，因为氮气化学性质稳定
B．随海拔高度的增加，大气压强会减小，气温会升高
C．随海拔高度的增加，大气变稀薄，氧气的体积分数将小于21%
D．若发现食品包装袋膨胀更严重，可能是因为海拔高度降低了
3．人类离不开空气，空气中的成分大约为氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体杂质0.03%。下列说法中，错误的是(　　)
A．铁丝在纯氧中燃烧，可得到四氧化三铁
B．氮气的化学性质不活泼，可在食品包装袋中充入氮气以防腐
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯
D．将点燃的木条伸入装满某气体的集气瓶中，木条熄灭，该气体一定是二氧化碳
4．（2026八下·兰溪月考）如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．红磷量不足会导致测定结果偏大
C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大
D．该实验可以说明氮气难溶于水
5．（2025·舟山模拟）在验证空气中氧气体积分数为21%实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　）
A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度
B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积
C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多
D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小
6．（2026·金华模拟）“火树银花”是千年非遗技艺，其原理是高温熔融铁水在空气中燃烧，迸发出璀璨火花，该过程需氧气参与。
（1）实验室选用高锰酸钾制取氧气，发生装置应选择装置　 　(填“A”或“B”)。
（2）检验集气瓶中氧气是否集满的操作是　 　。
（3）高温铁水抛洒在空气中能燃烧，而常温铁块在空气中只能被烧红却不燃烧，说明反应的剧烈程度与温度、　 　有关。
7．（2026·台州模拟）化学变化中常伴随物质的颜色、温度变化，以及固体、气体的产生或减少等现象。
（1）将稀硫酸滴入盛有氧化铁粉末的试管中，观察到的现象有　 　。(写出一点即可)
（2）往氢氧化钠溶液中滴入浓硫酸后溶液温度升高，但据此不能证明两者已发生化学反应，理由是　 　也会导致溶液温度升高。
（3）某同学将装满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中 (如图)，观察到试管内的液面升高，据此他认为二氧化碳能和氢氧化钠反应；另一同学指出，这也有可能是二氧化碳与水反应导致的。为验证二氧化碳确实能与氢氧化钠发生反应，他将同样的试管装满二氧化碳后倒扣在蒸馏水中，观察并比较　 　。
8．（2026·舟山模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置Ⅰ）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行实验，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置Ⅰ、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】利用铜在加热条件下与氧气反应，完成测定。实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在　 　mL处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是　 　。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是　 　。
9．（2026·湖州模拟）石炭纪巨型蕨类植物空前繁盛，植物大量吸收大气中的二氧化碳，当时的真菌还未演化出分解高大木质部的能力，所以这些植物死后被埋入地下转化为煤炭(如图所示)，大量的碳元素被封存而无法返回大气，最终触发了全球变冷，雨林崩溃，大量物种灭绝。
（1）植物吸收大气中的二氧化碳用于进行　 　作用。
（2）煤炭是我国重要化石能源，我们利用煤炭实际上是在利用漫长演化过程中所积累的　能。
（3）导致了石炭纪全球变冷、雨林崩溃是因为　 　效应的减弱，这一事件的发生说明了　 　(填一种生态系统成分)对于促进生态系统物质循环、维持其稳定的重要作用。
10．（2026·湖州模拟）小湖利用高锰酸钾制取氧气，并进一步探究其性质。
（1）检查气密性：将导管口浸入水中，双手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手，过一会儿，观察到　 　，则证明装置气密性良好。
（2）制取：装置如图甲所示，加热过程中，小湖观察到：①试管内升起紫烟，②试管口产生小水珠，③导管口冒出无色气泡，④集气瓶内水面下降。
实验时试管口要塞一团棉花与上述　 　(填序号)现象有关。
（3）探究性质：如图乙，将烧红的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中，木炭剧烈燃烧，发出白光，说明氧气具有　 　性。待木炭熄灭后，为了检验其产物，接下来应进行的操作是　 　。
11．（2026·瑞安模拟）某同学利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为 　。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对该同学的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
12．（2026·台州模拟）某同学用图1装置验证二氧化碳气体的性质。其中丙是两端封口的小筒，内有3朵紫色石蕊试纸做的纸玫瑰。
（1）甲为气体发生装置，实验前需检验装置的气密性，操作方法是：关闭止水夹，往长颈漏斗内注水，若观察到　 　，说明气密性良好；乙为气体干燥装置，内装的液体可以是　 　。
（2）从丙装置的A孔通入二氧化碳气体，观察到两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红，干燥的纸玫瑰无变化。该实验说明二氧化碳具有　 　的性质。
（3）在丙装置的B、C两孔位置连入二氧化碳气体传感器(可实时监测气体浓度)后，监测到小筒上端C处的二氧化碳浓度变化情况如图2所示，请你推测并在图2中画出B处的二氧化碳浓度变化情况。　 　
13．（2026·临平模拟）小科对“空气中氧气含量的测定”进行探究实验。
【构建模型】
（1）思维模型中“▲”应填　 　(填“质量”或“体积”)。
（2）【知识回顾】
实验室常用如图①所示方法进行空气中氧气含量测定。若实验测得空气中氧气的含量偏小，可能的原因是　 　(答一点即可)。该实验　 　(填“能”或“不能”)用铁丝代替红磷。
（3）【模型应用】从“反应消耗气体”入手，小科实验设计改进为如图②，已知食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)通过化学反应能除去袋中的氧气。相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面刻度/mL 80 65 50.5 43.1 43.1 43.1
据表计算，空气中氧气的含量为　 　(用百分数表示)。
14．为了探究能使带火星木条复燃的最小氧气体积分数，小明利用如图装置进行如下实验。(注：空气中的氧气体积分数为20%，圆柱形容器中的导管深入到底部，不考虑水蒸气影响)
步骤一：检查装置气密性，在圆柱形容器内注满水并在容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
步骤二：装入药品并打开止水夹 A、C，待容器中的水排尽后关闭止水夹A，打开圆柱形容器顶部的密封塞，将带火星的木条通过导管B伸入容器内，观察现象。
步骤三：再次在圆柱形容器内注水，调节容器内水位分别至刻度“1~10”，重复步骤二，获得部分数据如表所示。
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
容器内水位所对应的刻度 注满 2 4 6 8
氧气浓度(体积分数) 100% ☆ 68% 52% 36%
带火星木条复燃情况 复燃 复燃 复燃 复燃 火星变亮
（1）图中D所示的仪器的名称是　 　。
（2）实验步骤中检查装置气密性的方法是　 　。
（3）实验②中，“☆”处的氧气体积分数是　 　。
（4）下列原因会使收集到的氧气实际体积分数偏小的是（　　）(填字母)。
A．导管占据了圆柱形容器中的一部分体积
B．试管中原有的空气会进入圆柱形容器
15．（2026·柯城模拟）小科用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料，设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验，如图所示。
【资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等，能快速与氧气反应。
【实验步骤】
①取空笔芯，拆开笔头，从笔尾处注入一滴红墨水，并轻轻吹动红墨水到指定刻度，封住笔尾。
②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充1mm厚度，再次装好笔头。一段时间后，红墨水柱移动距离为6.4mm。
③取2支相同的空笔芯，重复步骤①，并在笔头与笔芯连接处分别填充3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验，红墨水柱移动距离均为10mm。
【实验分析】
（1）为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同，“暖宝宝”内容物　 　侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
（2）填充1mm厚度内容物时，红墨水柱移动的距离较小，其原因是　 　。
（3）内容物填充厚度为5mm时，计算测得的空气中氧气的体积分数为　 　。
（4）相比于课本中“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数，本微型实验的优点是　 　。
(写出一点即可)
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专题12 氧气和二氧化碳的性质及应用
【课程标准】
1.氧化性和还原性
①举例说出氧化、还原反应；②说明氧气具有氧化性；③说明氢气和一氧化碳具有还原性
2.化学反应的基本类型
①知道化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应特点；②辨认具体化学反应基本类型
3.燃烧和缓慢氧化
①举例说出缓慢氧化现象；②列举剧烈氧化的现象；③知道可燃物燃烧的条件
④描述常用的灭火方法及原理；⑤列举火灾自救的一般方法
4.催化剂
①知道催化剂的概念；②知道催化剂在化学反应中的作用
5.质量守恒定律
①描述质量守恒定律；②从分子、原子的角度解释质量守恒定律
③应用质量守恒定律解释常见的现象
6.化学方程式
①知道化学方程式表示的意义；②正确表述常见反应的化学方程式
③根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
7.自然界中的碳循环、氧循环
①知道自然界中的碳循环的主要途径；②知道自然界中的氧循环的主要途径
8.氧气、二氧化碳
①概述氧气的主要物理性质及化学性质；②说明氧气的实验室制备及检验方法
③说明氧气的用途及与其性质的关系；④概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质
⑤说明二氧化碳的实验室制备及检验方法；⑥说明二氧化碳的用途及与其性质的关系
9.臭氧层、温室效应
①描述大气层中臭氧层的作用；②说明温室效应的成因；③关注温室效应的利弊
10.空气污染
①列举空气中污染物的主要来源；②列举防治空气污染的方法
③列举空气质量指数的主要内容
【学业要求】
①举例说出氧化、还原反应；氧气具有氧化性；氢气和一氧化碳具有还原性
②辨认化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应特点；具体化学反应基本类型
③知道氧化的现象；可燃物燃烧的条件
④知道催化剂在化学反应中的作用
⑤应用质量守恒定律解释常见的现象
⑥正确表述常见反应的化学方程式；根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算
⑦知道自然界中的碳氧循环的主要途径
⑧说明氧气的实验室制备及检验方法；用途及与其性质的关系；
⑨概述二氧化碳的主要物理性质及化学性质；二氧化碳的实验室制备及检验方法
⑩说明温室效应的成因；列举空气中污染物的主要来源；
【命题重点】说明氧气与二氧化碳的主要物理性质及化学性质，实验室制备及检验方法，用途及与其性质的关系，探究空气中氧气体积分数的定量估测。题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
高频考点1：空气的主要成分
考点解读：
成分 证明方法 含量 性质与用途
氮气 78% (1)用作保护气，用于食品防腐和延长灯泡寿命；(2)是制化肥、炸药的原料；(3)液氮作冷冻剂
氧气 能使带火星的木条复燃 21% 性质比较活泼。用途：(1)供给呼吸，如潜水、医疗；(2)支持燃烧，如燃烧、炼钢、气焊、气割
二氧化碳 空气通入石灰水中，石灰水会变浑浊 0.04% 用途：(1)是光合作用的原料；(2)固态CO2(俗称干冰)作制冷剂；(3)工业上用于制纯碱、尿素、汽水
水蒸气 无水硫酸铜暴露于空气中会变蓝 成云致雨的原料
稀有气体 0.93%
例1：空气是一种复杂的混合物，含有氧气、氮气、二氧化碳稀有气体等成分。下列关于各成分说法正确的是：（　　）
A．氧气是一种常见的燃料 B．氮气的体积分数约占78%
C．二氧化碳是大气污染物之一 D．稀有气体会破坏臭氧层
【答案】B
【解析】根据对空气成分组成的认识判断。
【解答】A.氧气不燃烧，也不支持燃烧，不能做燃料，故A错误；
B.氮气的体积分数约占总体积的78%，氧气约占总体积的21%，二氧化碳等其它气体约占1%，故B正确；
C.二氧化碳是空气的组成成分，不属于大气污染物，故C错误；
D.稀有气体对臭氧层没有破坏作用，故D错误。
故选B。
高频考点2：空气中氧气含量的测定
考点解读：测定原理：用红磷(或白磷)在密闭的容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，容器内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水在大气压的作用下，被压入瓶内，进入的水的体积就代表了被消耗的氧气的体积。
现象：①产生大量白烟，②冷却后打开止水夹，进入集气瓶内的水约占原来瓶中空气总体积的五分之一。
实验拓展：
改进教材实验的弱点，使实验结果更精确，使实验更环保：
如下面的这些装置，图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染；图②～⑥都是在装置内点燃红磷或白磷，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。(注：图⑥中，金属梯由不活泼金属丝制成，在凸起的部分放上小块白磷，依靠凸透镜聚光加热使得白磷从下到上依次燃烧，该方法相对大块白磷的优点是缓慢燃烧，能充分消耗试管内的氧气)
例2：（2025·温州模拟）小明发现人们喜欢在清晨锻炼，父母告诉他这是因为早晨空气中氧气含量高，小明对此表示质疑。他利用如图装置分别测定了公园某处早、中、晚空气中氧气的含量。实验的操作步骤如下：
①连接装置，并检查装置的 。
②将足量铜粉装入玻璃管中，将两支注射器活塞都置于25 毫升处。
③在装置中加入早晨收集到的空气，点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，反应完成后，熄灭酒精灯。冷却到室温后读取数据。
④分别换用中午、傍晚收集到的空气，重复实验。
（1）步骤①中的横线处应填入：　 　
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞的目的是　 　。
（3）已知玻璃管内的气体体积为50 毫升，测算早晨空气中氧气含量时，装置内气体总体积减少20 毫升，则氧气的体积分数为　 　。
（4）小明通过实验，发现早晨空气中氧气含量最低，你认为其原因是　 　。
【答案】（1）气密性
（2）使氧气与铜充分接触，将氧气耗尽
（3）20%
（4）植物在夜间只进行呼吸作用
【解析】（1）涉及气体的实验，在实验前要先检查装置的气密性。
（2）缓慢推拉两侧注射器活塞，可以促使气体流动，与铜充分接触。
（3）减少的气体即为小=消耗的氧气。
（4）植物呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳，所以晨空气中氧气含量最低。
【解答】（1）在实验前要先检查装置的气密性。
（2）点燃酒精灯，缓慢推拉两侧注射器活塞，可以使氧气与铜充分接触，将氧气耗尽，减小误差。
（3）氧气的体积分数。
（4）植物在夜间只进行呼吸作用，消化氧气，所以早晨空气中氧气含量最低。
高频考点3：实验室制取氧气
考点解读： 氧气的实验室制法
反应原理 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO32KCl＋3O2↑
实验装置
收集方法 ①排水集气法(氧气不易溶于水) ②向上排空气法(氧气密度比空气密度大)
验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(向上排空气法)
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意事项 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) (1)试管口略向下倾斜(2)铁夹夹在试管中上部(3)实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯(4)用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花
例3：（2026·舟山模拟）小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气，并探究其相关性质。
请回答：
（1）本实验应选择图　 　(填“A”或“B”)装置来制取氧气。
（2）若实验中用向上排空气法收集氧气，氧气是否集满应选用　 　(填“C”或“D”)来检验。
（3）如图3所示，待火柴将要烧完时，立即伸进盛有氧气的集气瓶里，观察到　 　的现象，说明铁丝能在氧气中燃烧，也证明氧气具有　 　(填“可燃性”或“助燃性”)。
【答案】（1）B
（2）C
（3）火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；助燃性
【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置；
（2）根据氧气验满的方法解答；
（3）根据铁丝在氧气中燃烧的现象解答。
【解答】（1）A装置：适用于固体加热制取气体，如加热高锰酸钾制取氧气。
B装置：适用于固液不加热反应，如过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气。
故填：B。
（2）向上排空气法收集氧气时，通常使用带火星的木条来检验氧气是否集满，此时木条伸到瓶口即可，故选C；
（3）铁丝在氧气中燃烧时，会剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体（四氧化三铁），说明氧气具有助燃性。故填：火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；助燃性。
高频考点4：催化剂和催化作用
考点解读：在反应中能改变(加快或减慢)其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质叫做催化剂，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。注意：催化剂的特点可概括为“一变，两不变”，“一变”即改变反应速率，两不变指催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变。
例4：（2025·浙江三模） 某同学查阅资料发现，氧化铁、氯化铁、二氧化锰等都可用做过氧化氢溶液制取氧气的催化剂。为了比较氯化铁与二氧化锰的催化能力强弱，利用下图装置进行实验：
步骤1：检查装置气密性，并正确连接装置；
步骤2：按下表所示实验药品及用量进行实验。
组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂 60s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无 　
2 20 2g二氧化锰 　
3 20 2g氯化铁 　
（1）装置连接的正确顺序是　 　(用图中的字母表示)。
（2）组别1 不放任何药剂的目的是　 　。
（3）此实验是依据　 　的现象来比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱。
（4）若该同学还想同时比较氧化铁催化过氧化氢溶液制取氧气的能力，请在答题纸上将该同学设计的实验表格补充完整　 　。
【答案】（1）a-c-b-d
（2）建立对照组
（3）60s内第2组和第3组实验收集到氧气的体积
（4）
组别 5%的过氧化氢溶液/ml 催化剂 60s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无 　
2 20 2g二氧化锰 　
3 20 2g氯化铁 　
4 20 2g氧化铁 　
【解析】（1）左侧为发生装置。最右侧为收集装置，中间的集气瓶要求短进长出。
（2）不作任何处理的是对照组，作用是对照。
（3）表中记录的数据即为用于比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱点的数据。
（4）补充数据时要注意控制变量法的使用。
【解答】（1）使用排水法测量氧气的体积，气体应从短管进入集气瓶，可知顺序为：a-c-b-d。
（2）组别1不放任何药剂，是对照组，作用是对照。
（3）由表中数据可知，实验通过比较60s内第2组和第3组实验收集到氧气的体积来比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱。
（4）要探究氧化铁的催化能力，只需在表中加一列催化剂为氧化铁的数据即可，如图所示
组别 5%的过氧化氢溶液/mI 催化剂 60s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无 　
2 20 2g二氧化锰 　
3 20 2g氯化铁 　
4 20 2g氧化铁 　
高频考点5：物质在空气或氧气中燃烧的现象和产物
物质 反应现象
磷 产生大量白烟——P2O5
木炭 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——CO2
硫 空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体——SO2
氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰——2H2O
铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体——Fe3O4
镁 发出耀眼的白光，生成白色粉末——MgO
考点解读：
例5：（2025·温州模拟）某同学在做铁丝在氧气中燃烧实验时发现，较粗的铁丝不能被点燃，而较细的铁丝容易点燃。老师提示：可燃物燃烧除了需要助燃剂和达到着火点外，还需满足“比表面积”的要求。 “比表面积”是指单位质量物料所具有的总表面积。为探究比表面积对可燃物燃烧的影响，该同学做了4组实验。
步骤一：分别取如下表所示可燃物，第1、2两组利用火柴引燃后伸入装有氧气的集气瓶中；
步骤二：将第3组铁粉放入燃烧匙内用酒精灯充分加热，发现在空气中即可燃烧；
步骤三：将第4组用药匙将细铁粉从密封袋取出后，细铁粉在空气中直接发生自燃。
组别 1 2 3 4
可燃物的种类 粗铁丝 直径：1.6毫米 细铁丝 直径： 0.38毫米 铁粉 直径： 3~10微米 细铁粉 直径：20~30纳米
可燃物的质量 2克 2克 2克 2克
（1）在做铁丝燃烧实验前，需要在集气瓶中加入适量水，其目的是　 　；
（2）点燃细铁丝的具体操作是　 　；
（3）结合该实验的结论，请分析为何细铁丝比粗铁丝更容易被点燃　 　。
（4）结合以上信息，除比表面积外，请再写出两个影响可燃物燃烧的因素　 　。
【答案】（1）防止熔融物溅落炸裂瓶底
（2）将细铁丝绕在火柴上并点燃，待火柴燃烧完后，立即将铁丝伸入氧气的集气瓶中
（3）通过实验可知比表面积越大越容易燃烧，细铁丝比粗铁丝的比表面积更大
（4）反应温度、氧气浓度
【解析】（1）铁丝燃烧时会生成高温熔融物，如果滴落瓶底会引起瓶底炸裂；
（2）根据铁丝在氧气中燃烧的实验过程解答；
（3）根据比表面积对燃烧的影响解答；
（4）燃烧条件包括：有可燃物、与氧气接触和温度达到着火点。
【解答】（1）在做铁丝燃烧实验前，需要在集气瓶中加入适量水，其目的是防止熔融物溅落炸裂瓶底；
（2）点燃细铁丝的具体操作是：将细铁丝绕在火柴上并点燃，待火柴燃烧完后，立即将铁丝伸入氧气的集气瓶中；
（3）细铁丝比粗铁丝更容易被点燃的原因为：比表面积越大越容易燃烧，细铁丝比粗铁丝的比表面积更大；
（4）结合以上信息，除比表面积外，请再写出两个影响可燃物燃烧的因素：反应温度、氧气浓度。
高频考点6：缓慢氧化、剧烈氧化、自燃，燃烧的条件及灭火、火灾自救
考点解读：可燃物燃烧条件：①可燃物与氧气(或空气)充分接触。②温度达到可燃物的着火点。灭火方法及原理：隔绝助燃剂、降低温度至着火点以下、撤离可燃物。发生火灾时的一些自救方法：①浓烟密布时，应匍匐前进，并用湿毛巾掩盖口鼻；②用湿毛巾等物品塞住门和窗缝隙；③在窗前呼救。
例6：（2026·宁波模拟）某科学兴趣小组以“CO2的排放、危害与防治”为主题开展项目化研究。
（1）【任务一：CO2的排放】
化石燃料的燃烧是CO2排放的主要来源之一。天然气是一种常见的化石燃料，其主要成分是甲烷(CH4)。请写出甲烷完全燃烧的化学方程式　 　。
（2）【任务二：CO2的危害】
①用大理石与稀盐酸制取CO2，采用向上排空气法收集。验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭。从燃烧条件分析，小木条熄灭是由于　 　。
②用相同的试剂瓶收集一瓶空气，按图甲所示连接实验装置(气密性良好)。
③标记玻璃管内红墨水初始位置，用红外灯等距离照射装置一段时间，观察到图甲中红墨水向右移动。这一实验现象说明　 　。
（3）【任务三：CO2的防治】
如图乙所示，向两只盛有250毫升CO2气体的烧瓶中分别注入60毫升蒸馏水和60毫升质量分数为40%的氢氧化钠溶液，一段时间后振荡，得到如图丙的图像。请解释图中注入氢氧化钠溶液后，曲线先上升后下降的原因：　 　。结合图像分析，用氢氧化钠溶液吸收CO2的效果更好。
【答案】（1）
（2）缺少助燃物；CO2 吸收红外线的能力比空气强，会加剧温室效应
（3）注入氢氧化钠溶液时，液体占据烧瓶内部分体积，且氢氧化钠与CO2 反应，减少的 CO2 体积小于增加的液体体积，导致瓶内压强短暂变大。振荡后，氢氧化钠与CO2充分反应，CO2 被吸收，导致气体压强大幅度减小。
【解析】（1）化学方程式的书写知识点：甲烷完全燃烧时，甲烷与氧气在点燃条件下反应，生成二氧化碳和水，书写化学方程式需遵循质量守恒定律，配平各物质的化学计量数，并标注反应条件。
（2）本题考查燃烧的条件与温室效应知识点：①燃烧需要同时满足三个条件：可燃物、与助燃物（氧气）接触、温度达到可燃物的着火点，缺少任一条件，燃烧都会停止；②温室效应的原理是二氧化碳等温室气体吸收红外线的能力强于空气，会使地球表面温度升高，加剧温室效应。
（3）本题考查气体压强变化的分析知识点：气体压强与气体体积、物质的量相关，当注入液体占据瓶内空间时，瓶内气体被压缩，压强会短暂升高；当气体被化学反应消耗时，瓶内气体物质的量减少，压强会大幅下降。
【解答】（1）甲烷完全燃烧时，甲烷和氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律配平后，化学方程式为：。
（2）①燃烧需要氧气作为助燃物，二氧化碳不支持燃烧，当燃着的小木条放在集气瓶口时，瓶内的二氧化碳会隔绝氧气，使小木条因缺少助燃物（氧气）而熄灭。
②用红外灯等距离照射装置后，红墨水向右移动，说明左侧盛CO2 的集气瓶内温度升高更明显，瓶内气压更大，这一现象说明CO2 吸收红外线的能力比空气强，会加剧温室效应。
（3）注入氢氧化钠溶液后，曲线先上升的原因：注入液体时，液体占据了烧瓶内的部分体积，瓶内气体被压缩，且此时氢氧化钠与CO2 的反应尚未充分进行，减少CO2 的体积小于增加的液体体积，因此瓶内压强短暂变大；
曲线下降的原因：振荡后，氢氧化钠与充分反应，被大量吸收，瓶内气体物质的量大幅减少，导致气体压强大幅度减小，因此曲线下降。
故答案为：（1）
（2）①缺少助燃物；
②CO2 吸收红外线的能力比空气强，会加剧温室效应；
（3）注入氢氧化钠溶液时，液体占据烧瓶内部分体积，且氢氧化钠与CO2 反应，减少的 CO2 体积小于增加的液体体积，导致瓶内压强短暂变大。振荡后，氢氧化钠与CO2充分反应，CO2 被吸收，导致气体压强大幅度减小。
高频考点7：二氧化碳的性质
考点解读：在通常状态下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，它的密度比空气的密度大，因此能像倒液体那样从一个容器向另一个容器倾倒。在加压降温的情况下，二氧化碳能变成无色液体，甚至变成雪状固体，通常人们把固体二氧化碳叫做干冰。二氧化碳溶解在水里时，跟水发生化学反应生成碳酸。碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红色。向澄清石灰水里通入二氧化碳时，会生成白色的碳酸钙沉淀，使石灰水变浑浊，此反应常用来检验二氧化碳。
例7：（2026·衢江模拟）实验室常用大理石和稀盐酸反应制CO2，制得的CO2中会混有少量水蒸气。为制取干燥CO2并探究其相关性质，小科设计了如图1的制取装置和如图2的性质实验。
（1）图1中X可选用　 　(填试剂名称)，收 集装置应选用 　 　 (填“A”或“B”)。
（2）为了探究CO2气体是否具有酸性，小科将生成的气体按箭头方向通入图2的甲装置，观察到　 　 (填现象)说明CO2气体没有酸性。
（3）小明将大理石与浓盐酸反应生成的气体通入澄清石灰水(如图2乙装置)，但没有观察到明显现象，请解释原因： 　 　。
【答案】（1）浓硫酸；A
（2）干燥的紫色石蕊试纸不变色
（3）浓盐酸具有挥发性，与氢氧化钙反应(或浓盐酸具有挥发性，产生的沉淀被盐酸溶解)
【解析】（1）根据浓硫酸的吸水性解答。根据气体的性质选择合适的收集方法；
（2）紫色的石蕊试纸遇到酸性变成红色，遇到碱性变成蓝色；
（3）浓盐酸会挥发出氯化氢气体，根据氯化氢和氢氧化钙的反应分析解答。
【解答】（1）根据图1可知，生成的二氧化碳经过X后被除去水分变得干燥，则X为浓硫酸。
二氧化碳的密度大于空气，且易溶于水，因此使用向上排空气法收集，即收集装置应选用A。
故填：浓硫酸；A。
（2）在甲图中，通入二氧化碳气体后，干燥的石蕊试纸不变色，而湿润的石蕊试纸变成红色，则说明二氧化碳没有酸性。故填：干燥的紫色石蕊试纸不变色。
（3）大理石与浓盐酸反应生成二氧化碳的同时，浓盐酸会挥发出氯化氢气体，氯化氢与氢氧化钙反应生成了氯化钙，就无法与二氧化碳生成沉淀来，故填：浓盐酸具有挥发性，与氢氧化钙反应(或浓盐酸具有挥发性，产生的沉淀被盐酸溶解)。
高频考点8：二氧化碳的实验室制法
考点解读：(1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。一般不用其他药品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因为Na2CO3与盐酸反应速率太快，不便于控制；②不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发出HCl气体，使CO2不纯；③不用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。收集气体时，导气管应伸到集气瓶底部以排尽集气瓶中的空气，使收集到的气体纯度较高。
(5)操作步骤：①按要求连接好仪器；②检查装置的气密性；③向反应器中装入大理石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥验满。
例8：（2026·金华模拟）实验室常用稀盐酸与大理石(主要成分为碳酸钙)反应制取二氧化碳，一般不使用稀硫酸，因为硫酸钙微溶于水，会沉积在碳酸钙表明形成覆盖膜，阻碍反应进一步进行。若破坏该膜的形成，反应便可继续进行。
实验一：验证硫酸钙膜的阻碍作用
小科利用图1装置，分别将pH=0.3的稀盐酸和稀硫酸与等质量、同形状的粗大理石反应，得到如图2所示的压强-时间曲线 (曲线1为稀盐酸，曲线2为稀硫酸)。
（1）写出曲线1所对应反应的化学方程式：　 　。
（2）结合图2分析，硫酸钙　 　(填“会”或“不会”)阻碍反应进行。
（3）实验二：探究搅拌速度对反应速率的影响
小科推测，搅拌可冲刷掉大理石表面形成的硫酸钙膜。在控制其他条件相同下(5g粗大理石，10毫升pH=0.3 的稀硫酸)，小科用不同搅拌档位(0、6、8、10档，搅拌速度依次加快)实验，得到压强-时间图像，如图3所示。
根据图3分析，可得出结论：　 　。
（4）请结合上述实验结论，解释酸雨(含稀硫酸)能够持续腐蚀大理石雕塑(如图4)的原因：　 　。
【答案】（1）CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
（2）会
（3）搅拌速度越快，反应速率越快
（4）酸雨中的稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙膜会被雨水冲刷（或自然风力等外力作用破坏）
【解析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式；
（2）反应越快，生成气体越多，则气压变化越大，根据图2中两个图像比较判断即可；
（3）根据图像分析反应速率随搅拌速度的关系即可；
（4）雨水具有冲刷作用，形成的硫酸钙薄膜会被破坏，据此分析解答。
【解答】（1）曲线1对应的是稀盐酸与碳酸钙（大理石的主要成分）的反应，化学方程式为：
碳酸钙（CaCO3）与盐酸（HCl）反应生成氯化钙（CaCl2）、水（H2O）和二氧化碳（CO2），则反应的方程式为：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。
故填：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。
（2）由图2可知，曲线2（稀硫酸）的压强上升速度明显慢于曲线1（稀盐酸），说明稀硫酸与碳酸钙的反应速率较慢。这是因为硫酸钙（CaSO4）微溶于水，会沉积在大理石表面形成覆盖膜，阻碍反应的进行。 故填：会。
（3）由图3可知，随着搅拌档位（速度）的增加，压强上升速度加快，说明反应速率加快。这是因为搅拌可以冲刷掉大理石表面形成的硫酸钙膜，减少阻碍作用，从而使反应持续进行。
故填： 搅拌速度越快，反应速率越快 。
（4）酸雨中含有稀硫酸，虽然硫酸钙膜会阻碍反应，但在自然环境中，雨水冲刷、风力等外力作用可以破坏硫酸钙膜，使反应持续进行，因此酸雨能够长期腐蚀大理石雕塑。
故填： 酸雨中的稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙膜会被雨水冲刷（或自然风力等外力作用破坏）。
高频考点9：装置的选择
考点解读：
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
例9：（2026·临平模拟）实验室里常用下列装置制取并收集气体。
（1）若用氯酸钾和二氧化锰制取较干燥的氧气，则发生和收集装置应为　 　(填字母)，其化学反应方程式为　 　。
（2）若用B装置制取氢气，反应时液面应不低于　 　(填“m”或“n”)。
（3）用F装置收集二氧化碳，验满方法是　 　。
【答案】（1）AD；
（2）m
（3）将燃烧的小木条放在管口的B处，若小木条熄灭，则说明二氧化碳已经收集满。
【解析】（1）①根据反应物的状态和反应条件选择合适的反应装置，根据生成气体的性质选择合适的收集方法；
②根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的化学方程式。
（2）使用长颈漏斗滴加液体时，漏斗下面要进行液封；
（3）根据二氧化碳气体的验满方法解答。
【解答】（1）① 若用氯酸钾和二氧化锰制取较干燥的氧气， 反应物为固态且需要加热，因此选择“固态加热型”。氧气的密度大于空气，则使用向上排空气法，故选AD。故填：AD。
②氯酸钾（KClO3）在二氧化锰（MnO2）催化下加热分解，生成氯化钾（KCl）和氧气（O2），则反应的方程式为：。
故填：。
（2）用B装置制取氢气时， 为了防止氢气从漏斗中逸出，需要液封，即液面必须覆盖漏斗下端 ，即 反应时液面应不低于m。故填：m。
（3）根据二氧化碳的验满方法可知， 用F装置收集二氧化碳，验满方法是：将燃烧的小木条放在管口的B处，若小木条熄灭，则说明二氧化碳已经收集满。
故填：将燃烧的小木条放在管口的B处，若小木条熄灭，则说明二氧化碳已经收集满。
高频考点10：二氧化碳对环境的影响
考点解读：(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
例10：（2025·绍兴模拟）小科为了验证二氧化碳是否是温室气体，进行了以下活动：
（1）小科设计如图甲所示的装置来验证二氧化碳是否是温室气体。
①实验装置中玻璃瓶的外形和体积相同，光照前水柱应位于玻璃管的　 　处；
②把装置置于阳光下，如果二氧化碳是温室气体，则一段时间后水柱将向　 　(填“左边”或“右边”)移动。
（2）小科保持其他装置不变，改变右瓶空气与CO2的比例，重复上述实验，则他要研究的是温室效应与　 　的关系。
（3）小科查阅资料，获得地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势如图乙所示。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是　 　。
【答案】（1）中间；左边
（2）CO2浓度
（3）地球表面温度基本随CO2浓度的上升而上升
【解析】（1）压强更大的一侧会将红墨水向压强小的一侧压，所以通过观察红墨水移动的方向可知哪一侧的温度更高。
（2）由控制变量法可知，唯一变量即为实验探究的影响因素。
（3）根据温度和二氧化碳浓度变化曲线趋势相同可知，二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升。
【解答】（1）实验开始前，应将红墨水置于玻璃管中间，放置在阳光下，若二氧化碳是温室气体，温度更高，受热膨胀程度更大，压强更大，将会将红墨水向左压。
（2）改变空气与二氧化碳的比例，即改变的是二氧化碳的浓度，可知探究的是温室效应与二氧化碳浓度的关系。
（3）由图乙可知 ，从左到右，二氧化碳的浓度逐渐增大，地球表面的温度也在不断升高，可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据。
1．（2025·金华模拟）为了解我市不同环境中的空气质量，化学小组同学利用数字化仪器测定了可吸入颗粒TSP(总悬浮颗粒物)、NO2、SO2的含量如图所示，下列说法不正确的是 (　　)
A．对该地空气质量影响最大的是 TSP
B．该地冬季里空气的质量最差
C．SO2和NO2易形成酸雨， 酸雨的pH=5.6
D．实验室可用碱液吸收处理SO2
【答案】C
【解析】吸收二氧化硫可用氢氧化钠溶液，方程式为：。
【解答】A、由图可知，TSP含量最高，对该地空气的影响最大，故A正确，不符合题意；
B、由图可知，各类污染物在冬季的含量最高，可知该地冬季空气的质量最差，故B正确，不符合题意；
C、pH值小于5.6的酸性降雨属于酸雨，SO2和NO2易形成酸雨，故C错误，符合题意；
D、碱溶液能与二氧化硫发生反应，可知实验室可用碱溶液吸收二氧化硫，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
2．暑假期间，小思从余姚出发前往西藏旅游。在海拔3300m、气温为9%C的民宿中，他发现随带的食品“膨胀了”。请根据空气的组成成分和大气压强的相关知识，判断下列说法正确的是（　　）
A．氮气常作为膨化食品的保护气，因为氮气化学性质稳定
B．随海拔高度的增加，大气压强会减小，气温会升高
C．随海拔高度的增加，大气变稀薄，氧气的体积分数将小于21%
D．若发现食品包装袋膨胀更严重，可能是因为海拔高度降低了
【答案】A
【解析】（1）性质决定用途，根据氮气的性质判断；
（2）根据气温在大气中的分布规律判断；
（3）根据空气中氧气的体积分数判断；
（4）根据大气压强的知识判断。
【解答】A.氮气常作为膨化食品的保护气，因为氮气化学性质稳定，故A正确；
B.随海拔高度的增加，大气压强会减小，气温会降低，故B错误；
C.随海拔高度的增加，大气变稀薄，但是氧气的体积分数将不变，故C错误；
D.若发现食品包装袋膨胀更严重，说明外面的气压减小了，即可能是因为海拔高度升高了，故D错误。
故选A。
3．人类离不开空气，空气中的成分大约为氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体杂质0.03%。下列说法中，错误的是(　　)
A．铁丝在纯氧中燃烧，可得到四氧化三铁
B．氮气的化学性质不活泼，可在食品包装袋中充入氮气以防腐
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯
D．将点燃的木条伸入装满某气体的集气瓶中，木条熄灭，该气体一定是二氧化碳
【答案】D
【解析】A.根据氧气的化学性质分析；
B.根据氮气化学性质不活泼分析；
C.根据稀有气体在通电时能发出不同颜色的光分析；
D.根据木条熄灭，说明气体不能燃烧、不能支持燃烧分析。
【解答】A.铁丝在纯氧中燃烧，生成四氧化三铁，故A正确不合题意；
B.氮气化学性质不活泼，可用作保护气，可在食品包装袋中充入氮气以防腐，故B正确不合题意；
C.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯，故C正确不合题意；
D.将点燃的木条伸入收集满某气体的集气瓶中，木条熄灭，该气体不一定是二氧化碳，也可能是氮气等气体，故D错误符合题意。
故选D。
4．（2026八下·兰溪月考）如图为空气中氧气含量的测定实验。关于该实验的说法正确的是
A．可用木炭代替红磷进行实验
B．红磷量不足会导致测定结果偏大
C．未冷却至室温就打开止水夹一定会导致测定结果偏大
D．该实验可以说明氮气难溶于水
【答案】D
【解析】实验选用红磷的原因：红磷只和空气中的氧气反应且与氧气反应没有气体生成。
【解答】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，不能形成压强差，故A错误；
B、红磷不足，氧气未耗尽，会导致测定结果偏低，故B错误；
C、未冷却到室温就打开止水夹，此时广口瓶内的气体仍处于膨胀之中，压强偏大，压进广口瓶中的水偏少，可知会导致测量结果偏小，故C错误；
D、实验通过进入广口瓶中的水的体积来表示消耗的氧气的体积，广口瓶内的剩余气体中主要是氮气，若氮气能溶于水，则会导致广口瓶内压强进一步减小，实验误差较大，但实验仍采用此方法测量氧气的体积，说明氮气难溶于水，故D正确。
故答案为：D。
5．（2025·舟山模拟）在验证空气中氧气体积分数为21%实验中，用图甲装置进行实验。第一次实验时，用足量白磷燃烧消耗氧气。第二次实验中将足量的食品脱氧剂均匀涂在集气瓶内壁上与氧气反应。两次实验瓶内氧气体积分数变化如图乙所示，以下说法错误的是（　　）
A．用食品脱氧剂能耗尽瓶内氧气，提高实验的精确度
B．将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积
C．两次实验流入集气瓶中的水量不同，第1次实验中流入的水更多
D．未冷却至室温就打开止水夹，会导致测得的氧气体积分数偏小
【答案】C
【解析】实验采用了转换法，用进入集气瓶内的水的体积表示氧气的体积。
【解答】A、由图乙可知，使用食品脱氧剂，氧气几乎被完全耗尽，而使用白磷，实验结束后仍有氧气剩余，可知使用食品脱氧剂进行实验，实验精确度更高，故A正确，不符合题意；
B、将食品脱氧剂涂在集气瓶内壁可增大与氧气的接触面积，加快反应速率，故B正确，不符合题意；
C、由A可知，使用食品脱氧剂的第二组氧气消耗量更大，压强减小量更大，可知进入集气瓶内水的体积更多，故C错误，符合题意；
D、未冷却至室温就打开止水夹，装置内的气体处于膨胀之中，压强减小量偏小，会导致测得的氧气的体积分数偏小，故D正确，不符合题意。故答案为：C。
6．（2026·金华模拟）“火树银花”是千年非遗技艺，其原理是高温熔融铁水在空气中燃烧，迸发出璀璨火花，该过程需氧气参与。
（1）实验室选用高锰酸钾制取氧气，发生装置应选择装置　 　(填“A”或“B”)。
（2）检验集气瓶中氧气是否集满的操作是　 　。
（3）高温铁水抛洒在空气中能燃烧，而常温铁块在空气中只能被烧红却不燃烧，说明反应的剧烈程度与温度、　 　有关。
【答案】（1）A
（2）将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已集满
（3）反应物接触面积
【解析】（1）如果反应物为固态且需要加热，则选择“固态加热型”；如果反应物为固态和液态，且无需加热，那么选择“固液常温型”；
（2）根据氧气的验满方法解答；
（3）铁水抛洒在空气中接触面积大，而铁块接触面积小，据此分析解答。
【解答】（1）实验室用高锰酸钾制取氧气属于固体加热型反应，应选择A装置（试管+酒精灯的组合）。B装置适用于液体与固体不加热的反应（如过氧化氢分解制氧气）。故填：A。
（2）检验氧气是否集满需用带火星的木条，操作方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已集满。
故填：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满。
（3）高温铁水抛洒在空气中时，与氧气的接触面积远远大于铁块，那么说明反应的剧烈程度与温度和反应物接触面积有关。故填： 反应物接触面积 。
7．（2026·台州模拟）化学变化中常伴随物质的颜色、温度变化，以及固体、气体的产生或减少等现象。
（1）将稀硫酸滴入盛有氧化铁粉末的试管中，观察到的现象有　 　。(写出一点即可)
（2）往氢氧化钠溶液中滴入浓硫酸后溶液温度升高，但据此不能证明两者已发生化学反应，理由是　 　也会导致溶液温度升高。
（3）某同学将装满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中 (如图)，观察到试管内的液面升高，据此他认为二氧化碳能和氢氧化钠反应；另一同学指出，这也有可能是二氧化碳与水反应导致的。为验证二氧化碳确实能与氢氧化钠发生反应，他将同样的试管装满二氧化碳后倒扣在蒸馏水中，观察并比较　 　。
【答案】（1）固体减少、溶液变黄
（2）浓硫酸溶于水放热
（3）两次实验的试管内液面高度
【解析】（1）先分析反应过程，再分析现象，注意不能出现生成物的名称，可从是否有固体溶解或生成、是否有气泡生成以及溶液颜色是否改变进行分析。
（2）浓硫酸遇水剧烈放热会对实验造成干扰，温度升高可能是因为溶解放热，而不是反应放热。
（3）氢氧化钠溶液中的水会对实验造成干扰，应进行对照实验，排除水的干扰，若实验组液面高度差更大，说明氢氧化钠能与二氧化碳反应。
【解答】（1）稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水，可观察到的现象为：固体减少、溶液变黄。
（2）浓硫酸遇水剧烈放热，也会导致溶液温度升高，所以往氢氧化钠溶液中滴入浓硫酸后溶液温度升高，但据此不能证明两者已发生化学反应。
（3）二氧化碳能溶于水，能与水反应，也会导致试管内压强减小，会对实验造成干扰，将盛满二氧化碳的试管倒扣在水中，若水面上升高度小于氢氧化钠溶液中液面上升高度，可知氢氧化钠会吸收二氧化碳，即说明氢氧化钠能与二氧化碳反应。
8．（2026·舟山模拟）某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置Ⅰ）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行实验，收到了良好的效果。请你对比分析下面装置Ⅰ、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是____。
A．红磷量不足
B．实验时止水夹未夹紧
C．未等装置冷却就松开止水夹
D．红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】利用铜在加热条件下与氧气反应，完成测定。实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL。②将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。③点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。
按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的，则注射器活塞最终停留在　 　mL处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是　 　。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是　 　。
【答案】（1）A；C
（2）10；使装置中的氧气充分反应
（3）装置密闭性好， 测量结果更准确
【解析】（1）在实验过程中，红磷量不足、装置Ⅰ漏气、未等装置冷却就松开止水夹，都会导致实验结果偏小。
（2）燃烧时，试管和注射器内的氧气都被消耗，根据氧气占空气体积的计算其中氧气的体积，也就是注射器的刻度减小的体积，进而确定活塞的位置。
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应。
（3）注意实验II是否需要打开试管塞进行点燃即可。
【解答】（1）A.红磷量不足，会导致氧气不能全部被消耗并测量，因此结果偏小，故A符合题意；
B.实验时止水夹未夹紧，会导致集气瓶内高温的其它从导管溢出，因此结果偏大，故B不合题意；
C.未等装置冷却就松开止水夹，则此时装置内气压较大，会导致流入水的体积偏小，因此结果偏小，故C符合题意；
D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢，会导致集气瓶内气体溢出，即结果偏大，故D不合题意。故选AC。
（2）根据题意可知，玻璃管的容积为70mL，注射器的容积为50mL，
则二者中氧气的体积为：；
则注射器活塞最终停留在：30mL-20mL=10mL处；
在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应。
故填：10；使装置中的氧气充分反应。
（3）装置Ⅱ，不需要打开胶塞，从而避免了燃烧匙伸入集气瓶中时导致的部分气体逸出，实验结果更准确。
故答案为： 装置密闭性好， 测量结果更准确。
9．（2026·湖州模拟）石炭纪巨型蕨类植物空前繁盛，植物大量吸收大气中的二氧化碳，当时的真菌还未演化出分解高大木质部的能力，所以这些植物死后被埋入地下转化为煤炭(如图所示)，大量的碳元素被封存而无法返回大气，最终触发了全球变冷，雨林崩溃，大量物种灭绝。
（1）植物吸收大气中的二氧化碳用于进行　 　作用。
（2）煤炭是我国重要的化石能源，我们利用煤炭实际上是在利用漫长演化过程中所积累的　 　能。
（3）导致了石炭纪全球变冷、雨林崩溃是因为　 　效应的减弱，这一事件的发生说明了　 　(填一种生态系统成分)对于促进生态系统物质循环、维持其稳定的重要作用。
【答案】（1）光合
（2）化学
（3）温室；分解者
【解析】（1）光合作用的文字表达式。
（2）储存在燃料中的能量属于化学能。
（3）二氧化碳是温室气体，分解者参与碳循环，将有机物中的碳元素转化为二氧化碳，进入大气，增加二氧化碳的含量，起到保温的作用。
【解答】（1）二氧化碳是光合作用的原料，可知植物吸收二氧化碳用于进行光合作用。
（2）化石燃料积累的能量为化学能，在燃烧时，化学能可以转化为内能。
（3）石炭纪全球变冷的原因是植物大量吸收二氧化碳并形成煤炭，导致大气中二氧化碳浓度降低，温室效应减弱，全球气温下降。
这一事件说明分解者（如真菌）在生态系统中的重要作用。若分解者未能及时分解有机物（如木质部），会导致碳循环受阻，进而影响气候和生态系统的稳定性。
10．（2026·湖州模拟）小湖利用高锰酸钾制取氧气，并进一步探究其性质。
（1）检查气密性：将导管口浸入水中，双手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手，过一会儿，观察到　 　，则证明装置气密性良好。
（2）制取：装置如图甲所示，加热过程中，小湖观察到：①试管内升起紫烟，②试管口产生小水珠，③导管口冒出无色气泡，④集气瓶内水面下降。
实验时试管口要塞一团棉花与上述　 　(填序号)现象有关。
（3）探究性质：如图乙，将烧红的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中，木炭剧烈燃烧，发出白光，说明氧气具有　 　性。待木炭熄灭后，为了检验其产物，接下来应进行的操作是　 　。
【答案】（1）水被倒吸入导管
（2）①
（3）助燃；迅速倒入澄清石灰水，盖上玻璃片并振荡，如果澄清石灰水变浑浊，则说明生成了二氧化碳
【解析】（1）装置气密性良好，可以形成稳定的压强差，试管冷却后导管中形成稳定的水柱。
（2）根据放棉花的目的是防止高锰酸钾粉末堵塞导管进行分析。
（3）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析。
【解答】（1）装置气密性良好，双手紧握试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手，过一会儿，温度降低，试管内由于气体减少，压强减小，小于大气压，大气压会将水压入导管，将观察到水被倒吸入导管。
（2）加热时，试管内升起紫烟（①），是因为部分高锰酸钾固体随氧气一起向试管口运动，为了防止高锰酸钾粉末堵塞导管，要在试管口放置一团棉花。
（3）烧红的木炭放入集气瓶内后剧烈燃烧，即燃烧更旺盛，说明氧气具有助燃性。
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可知要检验二氧化碳，操作为：向集气瓶内迅速倒入澄清石灰水，盖上玻璃片并振荡，如果澄清石灰水变浑浊，则说明生成了二氧化碳。
11．（2026·瑞安模拟）某同学利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为 　。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对该同学的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
【答案】（1）将吸管的一端放入水中，用手捂住矿泉水瓶
（2）能与水反应生成碳酸，且密度比空气大；二氧化碳气体中含有水蒸气
（3）示例图1或图2，其他合理答案均可
【解析】（1）根据装置气密性的检查方法解答；
（2）二氧化碳本身没有酸性，但是溶于水后会形成碳酸，能够使石蕊试纸变红，结合它的密度大于空气分析解答；
（3）想办法将固体和液体分离即可控制反应的开始和结束。
【解答】（1）检查装置气密性的原理是通过液封观察气压变化。关闭出口后加水，若装置漏气，液面会因内外气压平衡而下降；反之则气密性良好。
（2）在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有能与水反应生成碳酸，且密度比空气大性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色，可能原因：二氧化碳气体中含有水蒸气。
（3）我们可以用细绳拉动一个纱布做成的小沙包，在里面放上鸡蛋壳。用细绳将鸡蛋壳拉起，使其脱离下面的酸，则反应停止；将细绳放下，让鸡蛋壳与酸接触，则反应开始，如下图所示：
12．（2026·台州模拟）某同学用图1装置验证二氧化碳气体的性质。其中丙是两端封口的小筒，内有3朵紫色石蕊试纸做的纸玫瑰。
（1）甲为气体发生装置，实验前需检验装置的气密性，操作方法是：关闭止水夹，往长颈漏斗内注水，若观察到　 　，说明气密性良好；乙为气体干燥装置，内装的液体可以是　 　。
（2）从丙装置的A孔通入二氧化碳气体，观察到两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红，干燥的纸玫瑰无变化。该实验说明二氧化碳具有　 　的性质。
（3）在丙装置的B、C两孔位置连入二氧化碳气体传感器(可实时监测气体浓度)后，监测到小筒上端C处的二氧化碳浓度变化情况如图2所示，请你推测并在图2中画出B处的二氧化碳浓度变化情况。　 　
【答案】（1）漏斗内外液面有稳定的高度差；浓硫酸
（2）密度比空气大，能和水反应生成酸性物质
（3）
【解析】（1）使用液压法检查装置的气密性时，要先关闭止水夹，若漏斗中有稳定的水柱，说明装置气密性良好。
（2）根据从下而上变红，可知二氧化碳密度大于空气，湿润的小花变红，说明二氧化碳与水反应生成酸性物质。
（3）根据二氧化碳密度大于空气进行分析，可知B处比C处先检验到二氧化碳气体。
【解答】（1）若装置气密性良好，会形成稳定的压强差，可知关闭止水夹，往长颈漏斗内注水，将观察到漏斗中有稳定的水柱。
二氧化碳是酸性气体，可用浓硫酸进行干燥。
（2）两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红，可知二氧化碳的密度大于空气，干燥的纸玫瑰无变化，可知二氧化碳不能使石蕊变红，二氧化碳能与水反应生成能使石蕊变红的酸性物质。
（3）B处位置比C处低，可知B处先监测到二氧化碳气体，之后二氧化碳逐渐扩散，到达C处，最终各处二氧化碳浓度相同，如图所示。
13．（2026·临平模拟）小科对“空气中氧气含量的测定”进行探究实验。
【构建模型】
（1）思维模型中“▲”应填　 　(填“质量”或“体积”)。
（2）【知识回顾】
实验室常用如图①所示方法进行空气中氧气含量测定。若实验测得空气中氧气的含量偏小，可能的原因是　 　(答一点即可)。该实验　 　(填“能”或“不能”)用铁丝代替红磷。
（3）【模型应用】从“反应消耗气体”入手，小科实验设计改进为如图②，已知食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)通过化学反应能除去袋中的氧气。相关数据如下表所示：
实验时间/min 0 5 10 30 35 45
量筒中液面刻度/mL 80 65 50.5 43.1 43.1 43.1
据表计算，空气中氧气的含量为　 　(用百分数表示)。
【答案】（1）体积
（2）红磷量不足；装置漏气；未冷却到室温就打开止水夹；插入燃烧匙太浅，影响气体对流，导致氧气未燃尽等；不能
（3）20.5%
【解析】（1）空气中氧气含量等于氧气的体积与空气体积之比。在封闭容器中，当温度不变时，气压变小，说明气体的体积变小，据此分析；
（2）①氧气的含量偏小，说明流入集气瓶内水的体积偏小，即集气瓶内气压的变化量偏小，可从氧气消耗、装置漏气，温度高低等角度分析原因；
②铁不能在空气中燃烧。
（3）集气瓶中进入水的体积就是氧气的体积，最后与集气瓶的容积作比即可。
【解答】（1）在测量空气中氧气含量的实验中，在封闭容器中通过反应消耗氧气，从而使容器内压强减小，在外界大气压强的作用下将烧杯内的水压入容器，借助进入装置的水的体积来间接反映消耗的氧气体积，最终计算氧气含量。故填：体积。
（2）①在测量过程中，如果红磷量不足，那么会造成氧气不能全部消耗，导致测出氧气的体积分数偏小。如果装置本身漏气，那么外面的空气不断进入，也会造成氧气体积分数偏小。如果未冷却至室温就打开弹簧夹，则装置内温度到气压大，导致流入水的体积偏少，也会造成氧气体积分数偏小。如果插入燃烧匙太浅，影响气体对流，导致氧气未燃尽，也会导致氧气质量分数偏小。
②铁在纯氧中可以燃烧，但是空气中不能燃烧，因此不能用铁丝代替红磷。
故填：红磷量不足；装置漏气；未冷却到室温就打开止水夹；插入燃烧匙太浅，影响气体对流，导致氧气未燃尽等；不能。
（3）根据表格数据可知，实验开始时量筒中原有80mL水，最后剩余43.1mL水，
则进入集气瓶中的水的体积为80mL 43.1mL=36.9mL，
即集气瓶中原有氧气的体积为36.9mL，
根据图片可知，集气瓶的容积为180mL，
则则空气（即集气瓶）中氧气的体积分数为：。
故填：20.5%。
14．为了探究能使带火星木条复燃的最小氧气体积分数，小明利用如图装置进行如下实验。(注：空气中的氧气体积分数为20%，圆柱形容器中的导管深入到底部，不考虑水蒸气影响)
步骤一：检查装置气密性，在圆柱形容器内注满水并在容器壁上等间隔地标注刻度“1~10”。
步骤二：装入药品并打开止水夹 A、C，待容器中的水排尽后关闭止水夹A，打开圆柱形容器顶部的密封塞，将带火星的木条通过导管B伸入容器内，观察现象。
步骤三：再次在圆柱形容器内注水，调节容器内水位分别至刻度“1~10”，重复步骤二，获得部分数据如表所示。
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
容器内水位所对应的刻度 注满 2 4 6 8
氧气浓度(体积分数) 100% ☆ 68% 52% 36%
带火星木条复燃情况 复燃 复燃 复燃 复燃 火星变亮
（1）图中D所示的仪器的名称是　 　。
（2）实验步骤中检查装置气密性的方法是　 　。
（3）实验②中，“☆”处的氧气体积分数是　 　。
（4）下列原因会使收集到的氧气实际体积分数偏小的是（　　）(填字母)。
A．导管占据了圆柱形容器中的一部分体积
B．试管中原有的空气会进入圆柱形容器
【答案】（1）长颈漏斗
（2）关闭止水夹 C，向长颈漏斗中加入液体，长颈漏斗中能保留一段稳定的液柱
（3）84%
（4）B
【解析】（1）有活塞的是分液漏斗，没有活塞的是长颈漏斗。
（2）使用液压法检查装置的气密性时，要注意先关闭止水夹。
（3）氧气的总体积等于排出水的体积加上空气中氧气的体积。
（4）氧气的体积分数等于氧气的体积与总气体的比值，图中导管不会导致氧气的体积分数偏小。
【解答】（1）D是长颈漏斗，使用时要注意液封。
（2）使用液压法检查装置的气密性：关闭止水夹 C，向长颈漏斗中加入液体，长颈漏斗中能保留一段稳定的液柱。
（3）容器内水位对应的刻度是2，氧气的体积为，空气的体积为，空气中氧气占20%，可知空气中的氧气为 ，故氧气的体积分数为。
（4）试管内原有的空气进入圆柱形容器，会导致实际收集的氧气的体积偏小，可知将导致氧气的实际体积分数偏小。
故答案为：B。
15．（2026·柯城模拟）小科用改装的空笔芯、暖宝宝和红墨水等材料，设计了一个“测定空气中氧气体积分数”的微型实验，如图所示。
【资料】“暖宝宝”主要成分为铁粉、活性炭等，能快速与氧气反应。
【实验步骤】
①取空笔芯，拆开笔头，从笔尾处注入一滴红墨水，并轻轻吹动红墨水到指定刻度，封住笔尾。
②在笔头与笔芯连接处用“暖宝宝”内容物填充1mm厚度，再次装好笔头。一段时间后，红墨水柱移动距离为6.4mm。
③取2支相同的空笔芯，重复步骤①，并在笔头与笔芯连接处分别填充3mm、5mm厚度的“暖宝宝”内容物进行实验，红墨水柱移动距离均为10mm。
【实验分析】
（1）为确保每次实验时笔芯中空气的体积相同，“暖宝宝”内容物　 　侧(填“左”或“右”)均应保持在刻度5cm处。
（2）填充1mm厚度内容物时，红墨水柱移动的距离较小，其原因是　 　。
（3）内容物填充厚度为5mm时，计算测得的空气中氧气的体积分数为　 　。
（4）相比于课本中“磷燃烧法”测空气中氧气体积分数，本微型实验的优点是　 　。
(写出一点即可)
【答案】（1）左
（2）“暖宝宝”内容物的量不足，不能将笔芯中可参与反应的氧气消耗完
（3）20%
（4）测量准确、反应快、安全无污染、操作简单
【解析】（1）空气中氧气含量测定的实验原理：利用物质与密闭容器内空气中的氧气发生反应，消耗氧气，使容器内压强减小，通过测量进入容器内液体的体积（或容器内被消耗气体的体积变化），来推算空气中氧气的体积分数。实验的关键是装置气密性良好、反应物能将氧气完全消耗、反应结束后装置冷却至室温再测量体积变化等。
（2）控制变量法的应用：在对比实验中，除了需要研究的变量（如暖宝宝内容物的厚度）不同外，其他所有条件（如笔芯内空气的初始体积、温度、装置气密性等）都应保持一致，以确保实验结果是由被研究的变量引起的。
（3）实验误差分析：当反应物的量不足时，无法将密闭容器内的氧气完全消耗，会导致容器内压强减小的幅度偏小，最终测得的氧气体积分数偏低。
（4）实验方案的评价：对比不同实验方案，可从环保性（是否产生有毒有害物质）、操作简便性、实验安全性、测量准确性、反应速率等方面分析其优缺点。
【解答】（1）要确保每次实验笔芯中空气的体积相同，需要保证 “暖宝宝” 内容物左侧的空间大小一致。由实验装置图可知，内容物左侧边缘对准刻度 5cm 处，因此只有让内容物的左侧始终保持在刻度 5cm 处，才能保证每次实验中参与反应的空气初始体积相同，为后续的对比实验和计算提供相同的基础条件。
（2）当填充 1mm 厚度的 “暖宝宝” 内容物时，由于内容物的量较少，其中的铁粉等能与氧气反应的物质不足，无法将笔芯内的氧气完全消耗。装置内氧气消耗不充分，压强减小的幅度就会偏小，因此红墨水柱受到的压强差推动距离就较小，导致移动距离低于理论值。
（3）当内容物填充厚度为 5mm 时，红墨水柱移动的距离为 10mm。此时笔芯内空气的初始体积可认为是从刻度 0 到 5cm 处，即 50mm 长度的笔芯内的空气体积。红墨水柱移动的距离代表被消耗的氧气体积，因此测得的空气中氧气体积分数为50 mm10 mm ×100%=20%。
（4）本微型实验使用铁粉与氧气反应代替课本中的磷燃烧法，相比之下具有多个优点：反应过程不产生有毒的五氧化二磷，安全无污染；装置简单，操作便捷，无需加热或点燃，实验更安全；反应速率适中，且装置密闭性更好，测量结果更准确；实验装置微型化，节约药品，现象明显，便于观察和读数。
故答案为：（1）左；
（2）“暖宝宝” 内容物的量不足，不能将笔芯中可参与反应的氧气消耗完；
（3）20%；
（4）安全无污染（或操作简单、测量准确、节约药品等，合理即可）。
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