二氧化碳是初中化学重点学习的物质之一,也是中考必考的内容 。下面学习一下二氧化碳的性质与应用 。
1、二氧化碳的物理性质
- 二氧化碳(化学式:CO2)在常温(25℃)常压下,是一种无色、无味、无毒的气体 。在空气中所占的体积分数为:0.03% 。
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- 二氧化碳密度(标准情况下:1.799kg/m3)比空气密度(标准情况下:1.29kg/m3)大,易溶于水(通常情况下:1L的水大约能溶解1L的二氧化碳气体,压强越大溶解的二氧化碳越多)且与水发生化学反应生成碳酸 。
说明:标准情况下指:0℃ , 一个标准大气压(1.013×105pa)下 。
- 二氧化碳沸点:-78.5℃,加压降温可使二氧化碳气体变成白色雪花状固体(干冰) , 干冰升华会直接变成二氧化碳气体,并带走大量的热 。
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- 二氧化碳的产生:动植物的呼吸作用和化石燃料的燃烧 。
2、二氧化碳的化学性质
2.1、二氧化碳与水反应
二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸在加热条件下分解生成二氧化碳和水 。文字表达式与化学方程式如下:
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实验1、打开一汽水瓶的瓶盖,塞上带导管的橡皮塞(注意导管口不能伸入汽水中),另一端导管伸入装有滴加了紫色石蕊试液(石蕊试剂是一种酸碱指示剂 , 遇酸变成红色)的蒸馏水的试管中,轻轻摇晃汽水瓶,观察现象 。
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- 实验现象:试管中的紫色溶液变成红色 。
- 实验原理:打开汽水瓶盖后 , 瓶内压强减小,溶解在饮料中的二氧化碳气体跑出来,顺导管进入试管中,与水反应生成使紫色石蕊试液呈红色的物质——碳酸 。
- 实验结论:二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使紫色石蕊试液变红色 。
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将盛有红色液体的试管放在酒精灯上加热,溶液的红色消失,说明碳酸受热分解消失 。
实验2、紫色纸花变红实验
用紫色石蕊试剂侵泡纸花 , 制成紫色纸花并晾干,共制成相同干燥的紫色纸花03个 。分别做以下实验 。
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①取一干燥的紫色纸花 , 向上面喷水 。
现象:紫色纸花仍然为紫色,不变色 。
②取一干燥的紫色纸花,放入盛有干燥的二氧化碳气体的集气瓶中 。
现象:紫色纸花仍然为紫色,不变色 。
③取一干燥的紫色纸花,在上面喷上水后,再放入盛有干燥的二氧化碳气体的集气瓶中 。
现象:紫色纸花变成红色 。
- 实验结论:水与二氧化碳都不能使紫色纸片变红,使紫色纸片变红的物质是二氧化碳与水反应生成的碳酸 。所以碳酸是使紫色石蕊试液变色的物质 。
2.2、二氧化碳与活泼金属反应
镁在二氧化碳中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成碳和氧化镁,文字表达式与化学方程式如下:
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2.3、光合作用
二氧化碳与水在光照和叶绿素的条件下 , 生成氧气和有机物(葡萄糖),文字表达式与化学方程式如下
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2.4、二氧化碳与碱性溶液反应
二氧化碳通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊 , 是检验二氧化碳气体的方法 。文字表达式与化学方程式如下:
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2.5、二氧化碳与碳反应
二氧化碳在高温条件下和碳发生反应生成一氧化碳,文字表达式与化学方程式如下:
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2.6、二氧化碳不可燃也不助燃
通常情况下 , 二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,但是二氧化碳不是一定不支持燃烧,如镁可以在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳 。
实验:二氧化碳熄灭蜡烛实验
在一大烧杯中,一高一低放置两个点燃的蜡烛,向烧杯中缓缓倒入二氧化碳气体 。
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实验现象:低处的蜡烛先灭,高处的蜡烛后灭 。
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实验结论:①二氧化碳的密度比空气大(二氧化碳的物理性质);
②二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧(二氧化碳的化学性质) 。
3、二氧化碳的应用
3.1、人工降雨与舞台“烟雾”
固体的二氧化碳(也称干冰)暴露在空气中很快升华变成二氧化碳气体 , 并带走大量的热,使周围空气中水蒸汽遇冷变成小水滴,进而形成雨水 。如果在舞台上使用干冰并会产生很多小水滴,在不同灯光照射下 , 并形成了舞台“烟雾” 。
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3.2、灭火
根据二氧化碳不可燃也不支持燃烧的性质,制造二氧化碳灭火器用于灭火 。
- 二氧化碳灭火器原理:在加压时将二氧化碳气体压缩成液体,装在钢瓶中,使用时将其喷出 。通过降温和隔绝空气达到灭火的目的 。
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- 灭火过程中主要利用到的二氧化碳性质
①降温:液体二氧化碳汽化带走热量;
②隔绝空气:二氧化碳密度比空气大 , 且不支持燃烧;
- 二氧化碳灭火器用途:因二氧化碳灭火器是通过二氧化碳气体隔绝氧气来灭火,不会对物品造成污染与损伤,可用于贵重设备、档案资料的灭火 。
3.3、二氧化碳可作为气体肥料
二氧化碳是植物进行光合作用的主要原料,植物生长离不开光合作用,光合作用离不开二氧化碳,所以说二氧化碳可看成植物的气体肥料
3.4、制作碳酸饮料
将二氧化碳气体加压通入到饮料中 , 可制成碳酸饮料,如可乐,雪碧等 。当碳酸饮料喝入体内后,碳酸会分解产生二氧化碳和水,二氧化碳从体内排出,并带走热量,让人感觉凉爽 。
4、二氧化碳与人类环境
4.1、温室效应
温室效应:太阳的短波辐射到达地球表面,地表受热后向外放出的长波辐射被一些气体(如二氧化碳、甲烷等)吸收,导致大气变暖,地球上环境温度上升 。这些气体称为温室气体 。
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温室效应的危害:温室效应会使全球变暖,冰川融化,海平面上升,给人类生存环境造成威胁 。
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4.2、二氧化碳与人体健康
当空气中二氧化碳超过正常含量时,会使人体感觉头昏、胸闷、心悸等有害影响,在人群密集的地方 。
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4.3、低碳生活的概念
低碳生活指:人类生活生产中尽量减少能量的消耗 , 污染物的排放,尤其是二氧化碳气体的排放 。以减少大气的污染,减缓生态恶化 。主要是从节电、节气和回收三个环节做起 。
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- 低碳生活的实例
①不开私家车,乘公交、步行或骑车出行;
②使用太阳、风能;
【初三化学上册二氧化碳和一氧化碳 二氧化碳的物理和化学性质初中】③不使用一次性筷子 。
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