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第六单元 碳和碳的氧化物
二氧化碳和一氧化碳
碳的氧化物有二氧化碳和一氧化碳两种。1个二氧化碳(CO2)分子比1 个一氧化碳(CO)分子多1个氧原子,这就使得它们的性质有很大不同。
一、二氧化碳
1.二氧化碳的性质

二氧化碳能溶于水。 在通常状况下,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳,增大压强会溶解得更多。 生产汽水等碳酸型饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。
二氧化碳溶于水的过程中,有没有发生化学变化呢?
二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。
CO2 + H2O = H2CO3
碳酸很不稳定,容易分解成二氧化碳和水。
H2CO3 = CO2↑+ H2O
当烘干时,碳酸分解,二氧化碳从溶液里逸出,所以红色石蕊溶液又变成紫色。
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳与氢氧化钙〔Ca(OH)2〕反应,生成了白色的碳酸钙沉淀。
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O 这个反应可以用来检验二氧化碳。
在一定条件下,二氧化碳气体会变成液体或固体。 固态二氧化碳叫做“干冰”。干冰升华①时,吸收大量的热,因此可作制冷剂, 广泛用于食品的冷藏保鲜和冷藏运输、医疗上血液制品的储存和运输等方面。 如果用飞机在云层中撒布干冰,由于干冰升华吸热,空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴,于是就开始下雨了。 这就是干冰用于人工降雨的奥秘。

2.二氧化碳对生活和环境的影响
二氧化碳本身没有毒性,但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生影响。因此,在人群密集的地方应该注意通风换气。
二氧化碳在生活和生产中具有广泛的用途(如图6-18)

大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样, 既能让太阳光透过, 又能使地面吸收的太阳光的热量不易向外散失,起到了对地球保温的作用,这种现象叫做温室效应。。 正是因为有了温室效应,全球平均地表温度才提高到目前适合人类生存的15 ℃。 能产生温室效应的气体除二氧化碳外, 还有 臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)。等。
人和动植物的呼吸,煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧都会产生二氧化碳,而绿色植物的光合作用却吸收二氧化碳,放出氧气。因此,大气中二氧化碳的含量是相对稳定的(如图6-19)。

但是近几十年来,一方面,随着工业生产的高速发展和人们生活水平的不断提高,人类所消耗的化石能源急剧增加,排入大气中的二氧化碳越来越多;另一方面,能够吸收二氧化碳的森林却因为天灾和人类的乱砍滥伐等各种因素而不断减少,结果大气中二氧化碳的含量不断上升,从而导致温室效应增强,全球气候变暖。全球变暖已使人类的生存环境遭受严重的威胁。例如,全球变暖将可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市;使土地沙漠化,造成农业减产;导致暴雨、洪水等灾害性和极端气候事件发生频率和强度增加;影响自然生态系统,改变生物多样性;等等。
“人类只有一个地球!”防止温室效应进一步增强的根本对策是 全球参与控制二氧化碳的排放量。
首先,世界各国应制定旨在限制二氧化碳排放的政府和国际规定, 签订国际公约(如 《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》《哥本哈根协议》等), 并严格执行。
其次,可以采取以下措施控制二氧化碳的排放量:减少使用煤、石油和天然气等化石燃料, 更多地利用 太阳能、风能、地热等清洁能源;促进节能产品和技术的进一步开发和普及, 提高能源的生产效率和使用效率;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林;采用物理或化学方法,人工吸收二氧化碳;等等。
最后,在日常生活中,我们每一个人都应该传播“低碳” (所谓“低碳”,就是较低的二氧化碳排放)理念, 倡导“低碳”生活。 让我们积极行动起来,从一点一滴做起,努力减少二氧化碳等温室气体的排放,为保护地球尽一份责任。
二、一氧化碳
一氧化碳是一种没有颜色、没有气味的气体,难溶于水。一氧化碳能够燃烧,燃烧时放出大量的热,火焰呈蓝色。
2CO+O2 [点燃]= 2CO2
煤炉里煤层上方的蓝色火焰,就是一氧化碳在燃烧。一氧化碳是许多气体燃料如水煤气的主要成分。
一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合, 从而使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。一氧化碳有毒! 人在一氧化碳达到总体积的0.02%的空气中,持续2~3 h即出现中毒症状。因此,冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意室内通风,防止一氧化碳中毒。
如果发生一氧化碳中毒,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行救治。
一氧化碳和木炭一样具有还原性,能使氧化铜还原成铜,同时生成二氧化碳。
CuO + CO ∆= Cu + CO2
一氧化碳的还原性可用于冶金工业。例如,可利用一氧化碳的还原性来炼铁。
参考资料:
课题3《二氧化碳和一氧化碳》

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