内容正文:
3.4 二氧化碳
一、二氧化碳
1、物理性质:二氧化碳在常温下是无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水。固态二氧化碳叫“干冰”,可作为致冷剂。
2、化学性质
(1)通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧
(2)二氧化碳不能供给呼吸。
(3)二氧化碳能跟水反应生成碳酸。(碳酸具有酸性,能使紫色石蕊试液变红色)CO2+H2O=H2CO3
碳酸不稳定,受热会分解: H2CO3CO2↑+H2O
(4)二氧化碳能跟澄清石灰水反应,生成白色的碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O (利用这一反应可以检验二氧化碳。)
(5)与氢氧化钠反应,生成无色透明溶液,(利用这一反应可以吸收二氧化碳)2NaOH + CO2== Na2CO3+H2O
3、制取原理:利用碳酸钙(石灰石或大理石的主要成分)和稀盐酸反应:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
4、应用:植物光合作用的原料、灭火的良好材料
二、二氧化碳的制取
1、药品及反应原理
药品:石灰石(或大理石)和稀盐酸
原理:CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
2、收集方法:向上排空气法,原因是二氧化碳密度比空气略大。不适合用排水法收集,但不是说一定不能用排水法收集
3、验满:用燃着的木条放在瓶口看是否熄灭。
4、注意:实验室制取CO2不能用硫酸替代盐酸!原因会生成CaSO4微溶物阻碍继续反应。
5、二氧化碳的工业制法:高温煅烧石灰石
三、制取气体发生装置的选择
主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。
装置
固体间反应加热型
粉状固液反应不加热型
块状固液反应不加热型
装置示意图
适用气体
O2
CO2、O2
CO2
注意事项
①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂
②铁夹应夹在距试管口1/3处
③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率
①将块状固体置于多孔隔板上方
②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可
③该装置的优点是随开随制,随关随停
四、制取气体收集装置的选择
主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
装置类型
排水(液)法
向上排空气法
向下排空气法
气球集气法
装置示意图
适用范围
不溶于水(液体)的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
所有气体
典型气体
O2
O2、CO2
H2
O2等
[例题1] (2023秋•温州期中)小明利用下列装置对CO2进行处理,其中不能达到实验目的的是( )
A.干燥CO2气体 B.收集CO2气体
C.吸收CO2气体 D.检验CO2气体
[例题2] (2023秋•上城区校级期中)如图,杠杆已调至平衡,向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气体,稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是( )
A.通入CO2气体后,左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO2换成H2会产生同样现象
[例题3] (2023春•海曙区期中)某实验小组设计了验证二氧化碳性质的创新实验(如图所示),取三通U型管连接在制取二氧化碳的发生装置的导气管上,并点燃高低错落的小蜡烛,做实验①,然后拔下三通U型管,并夹紧上端,做实验②。下列有关说法错误的是( )
A.实验①和②都是低处蜡烛先熄灭
B.实验①说明二氧化碳密度比空气大,不助燃不可燃
C.实验②中U型管内壁可能会变黑
D.实验②中得到启示是:从着火燃烧的高层房间中逃离,沿墙角伏低身子迅速爬向门外
[例题4] (2023春•金东区期中)某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
[例题5] (2023春•江北区校级期中)如图所示的一款甜品,在下面盛有水的盘中加了干冰,甜品碗的周围冒着大量的“白气”,拿起碗,看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是( )
A.“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B.“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
[例题6] (2023春•慈溪市