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A、二氧化碳
一、CO2的物理性质:
物理性质1:通常情况下,CO2是无色、无味的气体。(加压降温CO2可变成固体,俗称干冰)
物理性质2:CO2的密度比空气的密度大。(CO2的相对分子为44 > 29)
物理性质3:CO2 可溶于水。
【实验】 向一个收集满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/2体积
的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
【现象】 瓶体变瘪。
【分析】CO2溶于水时,使瓶内的气体体积减小,因而压强减小,
外界大气压把瓶子压瘪了。
二、CO2的化学性质
化学性质1:一般情况下,CO2既不能燃烧,也不能支持燃烧;
还不能供给呼吸。
【实验】 如右图,将CO2气体慢慢倒入杯中;
【现象】 蜡烛由下而上依次熄灭;
【思考】 ①本实验中蜡烛由下而上依次熄灭,由此你得到什么结论?
二氧化碳密度比空气的密度大。
② 根据上实验可知,CO2的一个重要用途是灭火。
③ 用CO2灭火时,利用了CO2的那些性质? CO2既不能燃烧,也不能支持燃烧;且密度比空气大。
化学性质2:CO2能与水反应生成碳酸(H2CO3),化学方程式为:CO2 + H2O =H2CO3
讨论:有同学对上述实验提出质疑,认为使紫色石蕊变红色的不一定是碳酸,也可能是水或二氧化碳。
为此,他取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花进行如下探究实验:
(1)第一朵纸花喷上稀醋酸,纸花变红,说明(醋)酸能使紫色石蕊试液变红;
(2)第二朵纸花喷上水,纸花不变红,说明水不能使紫色石蕊试液变红;
(3)第三朵纸花直接放入盛满干燥CO2的集气瓶中,纸花不变红,这个实验说明CO2不能使紫色石蕊试液变红;
(4)第四朵纸花喷上水之后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中,纸花变红,说明CO2与水反应生成了一种酸,这种酸使紫色石蕊试液变红;
结论:通过上述实验探究,使石蕊试液变红的物质是二氧化碳与水反应生成的碳酸。
(1)为了证明CO2与H2O发生了化学反应,应该在水中加入紫色石蕊试液;
(2)将上述实验中第四朵纸花(已变红)取出,小心烘干,你认为纸花将由红色变成紫色,原因是(用化学方程式表示)H2CO3 = H2O + CO2↑;
(3)仔细分析,你认为上述四步探究实验中,可以不做的是第(2)步。(因为紫色石蕊溶液中本身有水,但是并没有变红。)
(4)CO2与H2O反应生成碳酸,工业上利用CO2可生产汽水。
化学性质3:CO2能与澄清的石灰水反应:
实验:向澄清石灰水中通入CO2,
现象:澄清石灰水变白色浑浊;
原因:CO2与石灰水反应生成了一种不溶于水的白色固体碳酸钙。
化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
(5)石灰水、石灰浆、石灰乳中的主要成分都是氢氧化钙[Ca(OH)2];澄清石灰水长期敞露在空气中表面会形成一层白膜、用石灰浆粉刷墙壁后时间久了会变得又白又硬,你知道是什么原因吗?写出其中的化学反应方程式:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
三、二氧化碳的“利”与 “弊”:
“弊”: 空气中CO2含量过高,会造成温室效应。
B、一氧化碳
一、一氧化碳的物理性质:
1、CO是无色、无味的气体; 2、CO 难溶于水; 3、CO密度比空气略小。
思考:一氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空气法收集的原因是:
CO难溶于水;但其密度与空气相差不大,且CO是一种剧毒的气体。
二、一氧化碳的化学性质
1、一氧化碳能够燃烧,具有可燃性;化学方程式为:2CO+O2 2CO2
燃烧现象:火焰呈蓝色;放出大量的热量;烧杯内壁出现白色浑浊。
2、一氧化碳能还原氧化铜,具有还原性;
现象:① 玻璃管内黑色粉末变红色(或紫红色),
结论:说明反应生成了Cu ;
现象: ② 广口瓶内澄清石灰水变白色浑浊,
结论:说明反应生成了CO2 ;
玻璃管中反应方程式为:CO + CuO Cu + CO2;
实验步骤:(巧记:① ②颠倒会爆炸; ③ ④颠倒会氧化)
①(气)应先通入C0,排净玻璃管内空气,防止发生爆炸;
②(灯)点燃酒精灯加热;
③(灯)实验结束后,先熄灭酒精灯,停止加热;
④(气)继续通入CO直至玻璃管完全冷却,防止生成的Cu重新被氧化。
特别注意:尾气中含有有毒的CO,要用点燃(或用小气球收集)的方法进行处理,防止其污染大气。
3.一氧化碳是一种剧毒气体。
一氧化碳能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白,使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成机体急性缺氧,因此一氧化碳有剧毒。
4.CO的用途:
① 利用CO的可燃性,常用作燃料。CO俗称煤气,燃烧的化学方程式为2CO+O2 2CO2
② 利用CO的还原性,常用来冶炼金属。赤铁矿的主要成分为Fe2O3,用CO与赤铁矿高温反应冶炼生铁的化学方程式为:3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
C、本单元小结:
1、一氧化碳和二氧化碳的性质比较(化学性质用化学方程式表示)
一氧化碳 | 二氧化碳 | ||
物理性质 | 无色、无味的气体,
密度比空气略小,难溶于水; |
无色、无味的气体,
密度比空气大,可溶于水; |
|
化
学 性 质 |
可燃性 | 2CO + O2 2CO2 | 不燃烧 |
还原性 | CO + CuO Cu + CO2 | 不反应 | |
毒性 | 有毒 | 无毒 | |
与水反应 | 不反应 | CO2 + H2O = H2CO3 | |
与CuO反应 | CO + CuO Cu + CO2 | 不反应 | |
与石灰水反应 | 不反应 | Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+H2O | |
与碳反应 | C + CO2 2CO | 不反应 | |
检验方法 | 通过灼热的氧化铜粉末,粉末由黑色逐渐变成红色,产生的气体能使澄清石灰水变白色浑浊 | 通入澄清石灰水中,澄清石灰水
变白色浑浊; |
|
主要用途 | 生活中常用于做燃料;
工业上可用来冶炼金属; |
可以用于灭火;可用作气体肥料;
工业上可用来生产汽水; 干冰可做制冷剂; |
- 初中阶段三大还原剂一般是指:C、CO、H2:
3、气体中含有少量杂质的除去方法:
(1)CO中混有少量的CO2,如何除去CO2?
① 该装置属于洗气装置,混合气体从a通入;
② 瓶内反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(2)CO2中混有少量的CO,如何除去CO?
玻璃管内反应的化学方程式为:CO + CuO Cu + CO2;
4.CO与CO2的鉴别
(1)将燃着的木条分别伸入盛有CO与CO2的集气瓶中,使木条熄灭的气体是CO2;
(2)将气体分别通入盛有澄清石灰水的试管,能使石灰水变浑浊的气体是CO2,有关反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(3)将气体分别通入盛有紫色石蕊试液的试管,能使紫色试液变红色的气体是CO2,有关反应的化学方程式为:CO2 + H2O = H2CO3;
(4)将气体分别通过灼热的氧化铜,能使氧化铜变红色光亮固体的气体是CO,有关反应的化学方程式为:CO + CuO Cu + CO2。
5、碳和碳的化合物之间的转化关系图(下图中包括了本单元的11个化学方程式,你能写出来吗?):