二氧化碳的化学性质(二氧化碳的性质及制备 )
二氧化碳的化学性质(二氧化碳的性质及制备 )
知识点框架
二氧化碳的性质
一、二氧化碳的物理性质及对应的探究实验:
【物理性质】无色无味,常温常压下为气体。
一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
【实验操作】如下图(1),将CO2气体慢慢倒入杯中。
【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下,先聚集在底部,然后逐渐上升把 杯内的空气自下而上排出。
【实验结论】
①一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧;
②一般情况下,二氧化碳的密度比空气的密度大。
2、二氧化碳能溶于水。
【实验操作】如右上图(2)向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中 加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡。
【实验现象】瓶体变瘪。
【实验分析】二氧化碳溶于水时,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。
【实验结论】二氧化碳能溶于水。
二、 二氧化碳的化学性质
1、一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧。
2、二氧化碳不能供给呼吸。(注意:二氧化碳没有毒性)
3、二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【实验操作】
取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋 酸,第二朵纸花喷上水,第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中,第四 朵纸花喷上水之后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中,观察四朵纸花的颜色变 化。然后将第四朵纸花取出,小心烘烤,观察现象。
【实验现象】
①第一朵小花变红;
②第二朵小花不变色;
③第三朵小花不变 色;
④第四朵小花变红;
⑤ 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】
①醋酸能使紫色小花变红,说明酸(溶液)可以使紫色石蕊变红;
②水不能使紫色石蕊变红;
③二氧化碳不能使紫色石蕊变红;
④二氧化碳 与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊 变红;
⑤ 说明碳酸分解了。
【化学方程式】
CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑
【注意事项】
①第二朵、第三朵纸花可以说明:水不能使紫色石蕊变红,二氧化碳不能使紫色石蕊变红,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红。
②纸花必须是干燥的。如果纸花不是干燥的,那么在把第三朵纸花放入水中时,CO2会与纸花里的水分反应生成碳酸使纸花变红,这样就起不到对照的作用。
③二氧化碳不能使紫色石蕊变红,但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。
4、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
5、二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳:
CO2+C2CO
该反应是吸热反应。该反应既是化合反应,又是氧化还原反应(CO2是氧化剂,C是还原剂)。
该反应是二氧化碳变为一氧化碳的一种方法。
三、 二氧化碳的用途
1、 灭火
既利用了二氧化碳的物理性质,又利用了二氧化碳的化学性质。
原因:①二氧化碳的密度比空气大;②一般情况下,二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧
灭火器原理:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2、 干冰(固体二氧化碳):干冰升华吸收大量的热,因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。
3、 光合作用:作气体肥料,可以提高农作物的产量。
四、 二氧化碳对环境的影响:造成温室效应
【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷、氟氯代烷等。
五、一氧化碳和二氧化碳的性质比较
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,能溶于水
化学性质
可燃性、还原性、毒性
① 二氧化碳能和水反应生成碳酸
② 二氧化碳可以和四大强碱反应生成盐和水
③ 二氧化碳能和碳单质反应
④ 二氧化碳能参与光合作用
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浑浊
通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
主要用途
做燃料、冶炼金属
灭火、制汽水、人工降雨
二氧化碳的制备
实验室制法
1、药品:
大理石或石灰石、稀盐酸。
重点:
(1)不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
(2)不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
(3)不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
2、反应原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3、发生装置:同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置(原因:固体和液体混合,在常温下反应生成气体)
4、收集装置:向上排空气法收集气体的装置(原因:二氧化碳能溶于水,且密度比空气密度大)
5、检查装置的气密性:将长颈漏斗插入液面内,紧闭导气管出口,从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降,则表明漏气;若水面不下降,则表明不漏气。
6、验满:把燃着的木条放在集气瓶口(不要伸入瓶内),如果火焰熄灭,证明二氧化碳已经收集满了。
7、检验:把气体通入澄清的石灰水中,如果澄清的石灰水变浑浊,就证明收集的气体是二氧化碳。
8、净化:如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时,可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶(除去氯化氢),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶(除去水蒸气)。
二氧化碳和氧化钙的工业制法:
CaCO3CaO+CO2↑
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