大自然中的二氧化碳知识梳理

第四节大自然中的二氧化碳

一．二氧化碳对环境的影响

1．大气中二氧化碳的来源和消耗：

（1）二氧化碳的主要来源：煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；人、动植物的呼吸作用；动植物尸体腐烂。

（2）二氧化碳的消耗途径：植物的光合作用。

2．二氧化碳与温室效应

（1）导致温室效应的气体主要是二氧化碳，其它还有甲烷等

（2）温室效应的危害：导致全球气候变暖；极地等冰川融化，使海平面上升；土地沙漠化，农业减产等

（3）如何防止温室效应：减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；更多使用太阳能、风能、地热能、氢能等清洁能源的使用；大量植树造林，严禁乱砍乱伐。二．二氧化碳的制取

1．药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸（一般不用硫酸）

2．原理：CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O

3．实验装置：

（1）发生装置：实验室用双氧水在二氧化锰催化作用下制取氧气的装置（固+液）

（2）收集方法：因为CO2密度比空气大，所以可用向上排空气法收集。又由于CO2溶于水，所以不能用排水法收集。

4．验满的方法：将燃着的木条靠近集气瓶口，如果木条的火焰熄灭，则证明已集满CO2。 5．检验的方法：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2。

6．制取二氧化碳的简易装置：

7．有关药品选择

（1）不用碳酸氢钠的原因是反应太快，不利于实验控制和气体收集；

（2）不用稀硫酸与块状的大理石（或石灰石）反应原因是：反应生成的硫酸钙微溶于水，会形成沉淀，覆盖在大理石（或石灰石）表面，阻碍反应进一步进行。但是，可以用稀硫酸与大理石（或石灰石）粉末反应来制取二氧化碳。

（3）不用浓盐酸与大理石（或石灰石）反应是因为浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳气体中含有HCl气体而不纯。

三．二氧化碳的性质

1．物理性质：通常状态下，二氧化碳无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固体CO2俗称干冰。干冰升华吸热，常用作人工降雨，制造舞台云雾效果，和用做制冷剂。

2．化学性质：

（1）不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，无毒。

（2）二氧化碳能与水反应生成碳酸：CO2 + H2O ＝H2CO3

H2CO3不稳定易分解生成水和二氧化碳：H2CO3＝ CO2 + H2O

因此，把CO2通入到滴有紫色的石蕊试液的水中，溶液由紫色变为红色。加热，会有大量的气泡产生，溶液又由红色变为紫色。

注意：二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色，实验中，是二氧化碳与水化合生成的碳酸使紫色石蕊试液变为了红色。

（3）二氧化碳能与碱反应生成碳酸盐和水：

二氧化碳 + 碱→碳酸盐 + 水

① CO2 + Ca(OH)2 ＝ CaCO3↓+ H2O

现象：澄清的石灰水变混浊

应用：a．检验二氧化碳；

b．敞口放置的澄清石灰水，表面有一层白膜，或盛装成清石灰水的试剂瓶壁，有一层白色固体物质：澄清的石灰水中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钙；

c．用石灰浆粉墙，墙壁变得十分坚硬：石灰浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应在墙壁表面覆盖了一层坚硬的碳酸钙；

d．把鸡蛋在澄清的石灰水中浸泡后，晾干，可以使鸡蛋保鲜：呈请的石灰水与鸡蛋呼吸作用生成的二氧化碳反应，生成了碳酸钙，堵塞了蛋壳上的气孔，使鸡蛋与空气隔绝而不变质。

② CO2 + 2NaOH＝ Na2CO3 + H2O（无明显现象）

应用：a．氢氧化钠固体或溶液暴露在空气中会变质：吸收了空气中的二氧化碳；b．除去气体中的二氧化碳化碳。例如，除去氢气中的二氧化碳：

其中a的作用是检验请其中是否混有二氧化碳；b的作用是用氢氧化钠溶液除去氢气中的二氧化碳；c的作用是检验二氧化碳是否除净。

（4）二氧化碳能与水和碳酸钙反应生成碳酸氢钙。碳酸氢钙易分解。

CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2，Ca(HCO3) CaCO3+CO2+H2O

应用：a．向澄清的石灰水中通入二氧化碳，澄清的石灰水先变浑浊，如果继续通入二氧化碳，石灰水又会由混浊变得澄清；b．在自然界中，该反应，能使使石灰石溶解，形成溶洞。水中的Ca(HCO3)2在受热或压强降低时，又会分解生成CaCO3而沉积，形成钟乳石。（5）二氧化碳在高温时，能与碳单质反应生成一氧化碳：

C+CO高温2CO

应用：高炉炼铁，通过该反应，获得用于还原铁矿石的CO。

四．二氧化碳的用途

1．用于灭火。（镁带着火不能用二氧化碳来扑灭：2Mg+CO点燃C+2MgO）

2．干冰用作制冷剂，用于人工降雨

3．制碳汽水等酸饮料。二氧化碳从人体排出，可带走体内的热量，起到降低体温的作用。4．可用作温室的气体肥料：二氧化碳是植物光合作用的原料。

5．重要的化工原料，用于制纯碱、尿素等

六．一氧化碳的性质

1．物理性质：无色，无味，难溶于水，密度比空气略小。

2．化学性质：

（1）可燃性：2CO+O点燃2CO2

燃烧时，有淡蓝色火焰，常用作燃料。煤气主要成分是CO、H2O（制取方法：C+H2高温CO+H2）

（2）还原性：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2；CO+CuO加热Cu+CO2

常用于冶炼金属

（3）毒性：CO和人体血红蛋白的结合，使血液失去了输氧能力，导致CO中毒。吸入较多会缺氧而窒息死亡。

所以应注意：①点燃CO前，要检验CO的纯度，以防CO中混有空气、氧气，而发生爆炸。

②冬天用煤炉取暖时，要保持良好的的通风和有效的排气通道，以确保安全。

③在作有关CO的试验时，要做好尾气处理，以防污染环境。