碳及碳的氧化物

二氧化碳和一氧化碳知識(shí)點(diǎn)一：CO2的性質(zhì)二氧化碳的物理性質(zhì)通常狀況下，二氧化碳是一種無色無味的氣體。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度為1.977g/L，比空氣大。二氧化碳能溶于水，1體積水中能溶解1體積的二氧化碳?xì)怏w。三態(tài)變化：固態(tài)CO2又叫干冰。加尾、降溫 加壓、降溫氣蒸丁'■偵'.一溶b…二"'…虹固態(tài)i減壓、升溫 減反、升溫莉云就：升魅■二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)二氧化碳既不能燃燒，也不支持燃燒，因而它具有滅火功能(也與二氧化碳的密度大有關(guān))。實(shí)驗(yàn)室里常利用此性質(zhì)來檢驗(yàn)集氣瓶里是否集滿二氧化碳。討論：通過觀察課本實(shí)驗(yàn)6—4,如下圖17-1看到什么現(xiàn)象？說明了什么問題？現(xiàn)象與分析：下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅。圖17—1通過分析該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，可以說明二氧化碳兩點(diǎn)性質(zhì)：①二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒；②二氧化碳的密度比空氣的密度大。(2)CO2與水反應(yīng)生成碳酸。碳酸能使紫色石蕊試液變成紅色。 2CO2+H2O=H2CO3(紫變紅)但碳酸很不穩(wěn)定，容易分解生成二氧化碳和水，所以實(shí)驗(yàn)室里不儲(chǔ)備碳酸。H2CO3==H2O+CO2f(紅變紫)討論：通過觀察課本實(shí)驗(yàn)6—6,如下圖17—2所示，看到什么現(xiàn)象？說明了什么問題？m哄伸慚醒擺〉嗅■衣 加一m哄伸慚醒擺〉嗅■衣 加一［接故人抨沖(n)吧水4位人《化即叩圖17—2現(xiàn)象與分析：I紙花變紅說明酸能使紫色石蕊變紅，ii、m紙花不變色，說明水和二氧化碳都不能紫色石蕊變色。w紙花變紅說明二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸具有酸性。四組實(shí)驗(yàn)的對(duì)比說明了水和二氧化碳不使紫色石蕊變色，水和二氧化碳反應(yīng)生成的酸使紫色石蕊變紅，酸能使紫色石蕊變紅。w紙花變紅后加熱，又變成了原來的紫色，說明碳酸不穩(wěn)定，又分解了。(3)CO2與石灰水反應(yīng)生成白色的碳酸鈣沉淀。常利用此性質(zhì)，來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w。CO2+Ca(OH)2==CaCO3I+H2O(清變濁)【要點(diǎn)詮釋】2 3 2二氧化碳不能支持一般可燃物的燃燒，但不是所有物質(zhì)，有些物質(zhì)如金屬鎂能在二氧化碳中燃燒。把CO2通入紫色石蕊試液時(shí)，會(huì)觀察到紫色石蕊試液變成紅色。這里使紫色石蕊試液變紅的不是二氧化碳，而是二氧化碳與水反應(yīng)后生成的碳酸，我們不能說成“二氧化碳可使紫色石蕊試液變紅”，相關(guān)內(nèi)容將在后面學(xué)習(xí)，鹽酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊試液變紅。二氧化碳能溶于水和與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)兩者在本質(zhì)上是有差異的，前者是二氧化碳的物理性質(zhì)，后者是二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)然兩者又有著密切的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)室久置的石灰水瓶?jī)?nèi)壁，會(huì)有一層白色物質(zhì)，白色物質(zhì)匙aCO3,因?yàn)槭宜c空氣接觸，吸收其中的CO2發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(OH)2+CO2=CaCO3l+H2O。因此，我們做完實(shí)驗(yàn)后，不能將盛石灰水的試劑瓶敞口放置；否則，，石灰水會(huì)與二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)二：CO2對(duì)生活和環(huán)境的影響CO2用途氣體二氧化碳可用于滅火、制汽水、作氣體肥料、化工產(chǎn)品的原料等。固態(tài)二氧化碳又叫干冰，可用作①制冷劑，②形成人工云霧(舞臺(tái)上)，③人工降雨。二氧化碳對(duì)人體的影響二氧化碳無毒，但在二氧化碳過多的地方，人們會(huì)感到窒息。通常空氣里含0.03%體積的二氧化碳，當(dāng)含量達(dá)到1%的時(shí)候，對(duì)人體就有害處，達(dá)到4%?5%的時(shí)候，會(huì)使人感到氣喘、頭痛、眩暈，達(dá)到10%的時(shí)候，能使人不省人事，呼吸逐漸停止，以致死亡。但對(duì)人體而言，二氧化碳并非廢氣，它起著調(diào)節(jié)人體血液酸堿度的作用。所以要辯證的認(rèn)識(shí)二氧化碳與人體的關(guān)系。溫室效應(yīng)的形成、危害及對(duì)策溫室效應(yīng)形成的主要原因：隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類生活水平的提高，煤、石油、天然氣等化石燃料的需求不斷增大，它們?nèi)紵蠓懦龃罅康亩趸嫉葴厥覛怏w；而由于一些天災(zāi)和亂砍濫伐，能吸收二氧化碳的大片森林和草原綠地卻在不斷消失，從而導(dǎo)致碳氧循環(huán)不平衡，致使大氣中二氧化碳等溫室氣體增多，地球表面溫度上升。溫室效應(yīng)的危害：①氣溫上升，導(dǎo)致冰川融化，海平面上升，沿海城市會(huì)被淹沒。②地球表面的水分蒸發(fā)，使土地沙漠化。農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，沙塵暴等。防治措施：①減少煤、石油等含碳礦物燃料的使用，更多利用清潔能源如太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⒊毕艿?。②大力植樹造林，禁止亂砍濫伐，提倡種草種花增加綠化面積等?！疽c(diǎn)詮釋】我們應(yīng)樹立“一分為二”看問題的觀點(diǎn)，如CO2對(duì)人類是既有利也有弊?？諝庵蠧O2含量過高會(huì)引起“溫室效應(yīng)”，但不能說CO2是空氣污染物，一般空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)大約在0.03%左右。 223.植物的光合作用在大氣循環(huán)中起著重要作用，它是消耗二氧化碳的主要途徑，對(duì)大氣中氧氣和二氧化碳含量保持不變及人類的生存、生活有著重大的影響。光照二氧化碳+水葉綠素葡萄糖+氧氣大氣中二氧化碳的產(chǎn)生途徑有：人和動(dòng)植物的呼吸、礦物燃料的燃燒、動(dòng)植物體腐爛等。大氣中二氧化碳的消耗途徑有：植物的光合作用、被海水呼吸。二氧化碳不能供給呼吸，并不是說二氧化碳有毒。當(dāng)空氣中的二氧化碳超過正常含量時(shí)，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有害影響。知識(shí)點(diǎn)三：CO的性質(zhì)和用途CO的物理性質(zhì)通常狀況下，一氧化碳是一種無色無味的氣體。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一氧化碳的密度比空氣略小(注：不能用排空氣法收集，因密度大小與空氣的太接近)。一氧化碳難溶于水，可用排水法收集CO。CO的化學(xué)性質(zhì)可燃性：CO燃燒放出大量的熱，火焰呈藍(lán)色，反應(yīng)為2CO+O2W=2CO2。還原性：CO在加熱條件下，可使黑色的氧化銅變成紅色的銅，同時(shí)生成使澄清石灰水變渾濁的氣體CO2，反應(yīng)為CO+Cu^=Cu+CO2o毒性：一氧化碳被吸入肺里，能跟血液里的血紅蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的碳氧血紅蛋白，隨血流遍布全身。由于CO與血液中的血紅蛋白的結(jié)合力要比氧與血紅蛋白的結(jié)合力大300倍，故而使血紅蛋白不能很好地與氧氣結(jié)合，造成機(jī)體急性缺氧。因此一氧化碳有劇毒。CO用途CO具有可燃性可作氣體燃料。(2)CO具有還原性，可用于冶金工業(yè)?！疽c(diǎn)詮釋】一氧化碳和二氧化碳同屬氧化物，其組成元素相同，但因分子構(gòu)成不同，性質(zhì)差異很大。一氧化碳的中毒程度，主要與空氣中一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)及接觸時(shí)間有關(guān)。當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為0.02%時(shí)，2?3h可出現(xiàn)癥狀；體積分?jǐn)?shù)為0.08%時(shí)，2h可昏迷；如體積分?jǐn)?shù)再高，則10min即可致死。輕微中毒者，應(yīng)立即撤離中毒環(huán)境，呼吸大量新鮮空氣或吸氧。病情嚴(yán)重者，進(jìn)行人工呼吸并急送醫(yī)院治療。有人說在煤爐上放一壺水就能防止一氧化碳中毒，這種說法不正確。因?yàn)橐谎趸茧y溶于水，也不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。［規(guī)律方法指導(dǎo)］抓對(duì)比：(1)二氧化碳和一氧化碳物理性質(zhì)的比較性項(xiàng)目二氧化碳一氧化碳顏色、氣味、狀態(tài)無色、幾乎無味的氣體無色、無味的氣體密度(與空氣比較)比空氣的大略小于空氣溶解性能溶于水難溶于水二氧化碳和一氧化碳化學(xué)性質(zhì)的比較氧化碳二氧化碳

氧化碳跟水反應(yīng)CO2+H2O==H2CO3/跟石灰水反應(yīng)CO+Ca(OH)==CaCO1+HO? C Q Q/跟氧氣反應(yīng)/占冊(cè)2CO+O2 、2CO2跟金屬氧化物反應(yīng)(暫不研究)ACO+CuO Cu+CO2毒性無毒劇毒一氧化碳和單質(zhì)碳性質(zhì)的比較相似點(diǎn)：都具有可燃性和還原金屬氧化物的特點(diǎn)。燃燒時(shí)放出大量熱，所以一氧化碳常作氣體燃料。在冶金工業(yè)上常用作還原劑來冶煉金屬。不同點(diǎn)：一氧化碳是氣體，是化合物；碳是固體，是單質(zhì)。由于碳元素有可變化合價(jià)，所以碳在不同條件下燃燒的產(chǎn)物不同。抓轉(zhuǎn)化：確碳及碳的化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，如圖17-3所示：抓決定：物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，物質(zhì)的用途就是物質(zhì)性質(zhì)的科學(xué)利用。例如:物質(zhì)的性質(zhì)用途CO2不支持燃燒，密度比空氣的大“干冰”蒸發(fā)后，不使食物潮濕“干冰”使空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水加壓能使CO2在水中溶解度增大光合作用使CO轉(zhuǎn)化為碳水化合物2CO可燃CO具有還原性滅火劑保存易腐食物人工降雨制汽水溫室肥料氣體燃料冶金工業(yè)作還原劑

［經(jīng)典例題透析］1.小明和小紅對(duì)市場(chǎng)上銷售的一種分袋包裝的蛋糕發(fā)生了興趣，因?yàn)榈案獍b在充滿氣體的小塑料袋內(nèi)（如圖17—4所示），袋內(nèi)的氣體充得鼓鼓的，看上去好像一個(gè)小“枕頭”。他們認(rèn)為這種充氣包裝技術(shù)，主要是為了使食品能夠較長(zhǎng)時(shí)間地保鮮、保質(zhì)。那么，這是什么氣體呢？小紅猜想是氮?dú)?，小明猜想是二氧化碳。?）請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，來判斷小明的猜想是否正確，簡(jiǎn)要寫出操作步驟：（2）小明的猜想如果正確，現(xiàn)象應(yīng)是；（3） 你認(rèn)為食品充氣包裝，對(duì)所充氣體的要求是：①;?:③…【變式1】石灰漿（主要成分是Ca（OH）2抹墻一段時(shí)間后會(huì)變硬變白，為什么？要使白灰漿抹的墻迅速變硬，通常在室內(nèi)生一盆炭火，為什么墻壁反圖17_4而會(huì)“冒汗”呢？【變式2】炎熱的夏季，你一定想喝一杯冰水解暑。某冷飲店出售一種特制的冰水，由服務(wù)員在水中加入一些雪狀的物質(zhì)，該物質(zhì)一放入水中立即冒出大量氣泡，很快就得到一杯清涼可口的冰水，飲用時(shí)有碳酸飲料的口感。（1）請(qǐng)你判斷雪狀的物質(zhì)是;（2） 請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證這種物質(zhì)的成分。（注意按序號(hào)填寫答案）操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方法一①②方法二③④題2.干冰是固態(tài)的二氧化碳，在常溫下易升華。（1） 于冰升華時(shí)（填“吸收”或“放出”）大量熱，因此可作致冷劑或用于人工降雨。（2） 干冰轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w后能參與綠色植物的光合作用，故在大棚蔬菜種植中作（3）試從“性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)”這一角度分析干冰具有的性質(zhì)和用途，并參照（1）、（2）仿寫一例：?！咀兪?】利用大棚栽培農(nóng)作物，科技人員常向大棚內(nèi)施加適量的CO2,這是因?yàn)椋ǎ〤O2會(huì)使大棚內(nèi)溫度升高CO2可使害蟲窒息死亡，防治植物的病蟲害CO：能滅火，可避免火災(zāi)的發(fā)生CO2可促使植物進(jìn)行光合作用【變式4】二氧化碳的下述用途沒有利用其化學(xué)性質(zhì)的是（）CO2用作氣體肥料 B.CO2用于滅火C.干冰用于人工降雨 D.CO；用來制怛叫“南極的冰化了”，這是中央電視臺(tái)2002年5月22日“東方時(shí)空”中的一個(gè)節(jié)目的標(biāo)題，說的是南極一塊叫“拉森B”的冰架發(fā)生坍塌，其斷裂面積比上海市還大。這是大自然又一次發(fā)出警告：地球正在變暖！溫室效應(yīng)的影響已經(jīng)不容忽視。⑴造成溫室效應(yīng)的主要原因是。⑵為了減緩溫室效應(yīng)，我們每個(gè)人都可以從自己身邊做起，比如說雙面使用紙張。雙面使用紙張與減緩溫室效應(yīng)之間的關(guān)系是。⑶請(qǐng)?jiān)倥e出一件你可以做到的有利于減緩溫室效應(yīng)的事情:【變式5】在下列四個(gè)完全相同的裝置中，分別盛有空氣、CO2或兩者的混合氣體，同時(shí)將它們放在陽光下曬一段時(shí)間后，U形管內(nèi)a端液面最低的是()1炊mA. B. C. D.【變式6】依據(jù)聯(lián)合國《京都議定書》公約，要求限制二氧化硫、二氧化碳等氣體排放量，以控制日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染，保護(hù)人類居住的地球。(1)如果大氣中CO2等氣體的含量過高，會(huì)引起全球氣候變暖，這種現(xiàn)象稱為(2)為減少大氣中CO2的含量，下列建議可行的是。大量植樹造林，禁止亂砍濫伐禁止使用煤、石油、天然氣等燃料開發(fā)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉慈趸?C2O3)是金星大氣層的成分之一，化學(xué)性質(zhì)與一氧化碳相似。下列有關(guān)三氧化二碳的說法不正確的是 ()A.C2O3具有還原性 B.C2O3充分燃燒的產(chǎn)物是CO2C.C：o3屬于金屬氧化物 D.C：o3中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為33.3%【變式7】關(guān)于一氧化碳燃燒(2CO+O2些2CO2)說法正確的是()反應(yīng)過程中吸收大量的熱反應(yīng)前后分子個(gè)數(shù)不變參加反應(yīng)的一氧化碳和氧氣的質(zhì)量比為2:1化學(xué)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比表示為v(CO):v(O2)=2:1【變式8】煤氣廠為什么常在家用煤氣(主要成分是一氧化碳)中摻入微量具有難聞氣味的氣體？如發(fā)生煤氣泄漏，應(yīng)該怎么辦？【答案】（1） 用注射器抽取袋內(nèi)氣體通入到少量澄清的石灰水（或紫色石蕊試液）中，觀察現(xiàn)象；（2） 澄清的石灰水變渾濁（或紫色石蕊試液變紅色；）（3） ①無毒②不與食物反應(yīng)③廉價(jià)、易獲得【答案】（1）吸收（2）氣體