一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

化学物质的鉴定是初三化学考试中的一种常见题型,常考气体、液体、固体以及混合物的鉴别,那鉴别有什么方法呢?有物理方法和化学方法两种,物理方法主要是闻气味、看颜色等,化学方法鉴别的核心是根据物质的特性反应去查出要检验的物质,也就是要求我们要根据物质的特有反应,去选择适当的反应物。

一般来说,所要鉴别的物质都会有个共同点,比如颜色、气味相同等,比如:鉴别一氧化碳和二氧化碳;鉴别氢气、一氧化碳、甲烷三种无色气体等等。下面就来看看一氧化碳和二氧化碳有啥区别,二氧化碳是怎么产生的。

一氧化碳和二氧化碳是《碳和碳的氧化物》章节中的重点知识,也是中考的热点问题。例如2019年某省中考题“严禁中小学生吸烟,吸烟对人体有害。香烟中有40多种致癌物质,尼古丁是致癌物质中的一种。香烟在燃烧的时候会产生一种有毒的气体物质,这种物质能够与人体血液中血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去携带氧的功能,造成人大脑缺氧。问题一:这种有毒物质是_______。

问题二:冬天烤火的时候,木炭燃烧的时候也会产生这种有毒的气体物质,曾经有人建议,在烧木炭炉的房间内放一盆水,就能够很好地避免这种有毒气体的危害,这种说法对吗?如果不对,应该怎么预防这种气体中毒。

围绕碳元素氧化物知识的题目很多,但是这些各种形式的题目考查的知识点就是一氧化碳和二氧化碳这两种物质,只要能够掌握其主要性质,也是考点知识,就能够做到举一反三。下面是对一氧化碳和二氧化碳的性质和中考要求,进行详细解析。

1、 碳的氧化物,即“一氧化碳与和二氧化碳”,虽然组成元素相同,但是其结构不同,所以它们的性质存在很大差异,首先表现在物理性质方面。

一氧化碳和二氧化碳都是由碳、氧两种元素组成,不同的是分子中原子个数比不相同;一氧化碳中碳氧原子个数比为“C:O=1:1”,二氧化碳中碳氧原子个数比为“C:O=1:2”。对于任何一种物质而言,其性质都是由它的结构决定的,故一氧化碳和二氧化碳的性质因其结构不同,而存在很大差异,下面来比对一下其物理性质。

【二氧化碳】一种无色、无味的气体,密度比空气大,能够溶于水。

【一氧化碳】一种无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

一氧化碳与二氧化碳物理性质的比对

【知识解析】因为二氧化碳能够溶于水,食品工业上可以利用二氧化碳制成很多种碳酸饮料;一氧化碳难溶于水,故冬天用木炭烤火,在房间内放一盘水是无法预防煤气中毒的。

2、碳元素的两种氧化物,一种物质经常用作燃料、另一种物质经常用于灭火。

虽然一氧化碳与二氧化碳组成元素完全相同,但是其内部结构完全不同,从而导致两种物质绝然相反的性质。一氧化碳具有可燃性,经常用作燃料,是水煤气的主要成分之一;二氧化碳不能够燃烧,也不能够支持燃烧,是常用灭火器的原料。

【二氧化碳】因其特殊的性质,所以可以灭火,是制作灭火器的主要材料。

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

二氧化碳气体是灭火器的原料

【一氧化碳】具有可燃性,能够燃烧,是重要的燃料。

一氧化碳燃烧

①现象:一氧化碳在空气中燃烧,发出蓝色的火焰,生成一种能够使澄清的石灰水变浑浊的气体。

②反应方程式

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

一氧化碳气体燃烧的反应方程式

③实验探究:如何验证一氧化碳具有可燃性?

【操作】通过化学反应制取到一定量的一氧化碳气体,在仪器上连接一个尖嘴玻璃管,在尖嘴口点燃一氧化碳气体,立刻在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的冷烧杯。

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

一氧化碳气体燃烧的现象以及产物的检验

【现象】燃烧产生蓝色的火焰,烧杯壁发烫,内壁的澄清石灰水变浑浊。

【结论】一氧化碳具有可燃性。

⑵家里生火做饭的煤炉里到底会发生哪些化学反应?

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

煤炉中的化学反应

【结论】其实煤炉里一共会同时发生四种化学反应,具体如下图所示

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

煤炉中化学反应一共有四个反应

首先是煤炉中的煤在煤炉下面通风口附近燃烧会产生二氧化碳气体。因煤炉内空气流动的原因,产生的二氧化碳气体会往上飘起,当其遇到灼热的煤时,煤中的碳会与二氧化碳气体在高温下发生反应,生成一氧化碳气体。煤炉中部的煤,因与氧气接触不充分,碳与氧气会生成一氧化碳。产生的一氧化碳会继续往上逸散,当飘到煤炉口附近,因为与空气充分接触,这时的一氧化碳会继续与空气中的氧气反应,即一氧化碳燃烧。所以煤炉燃烧的时候,在煤炉中煤的上面可以观察到蓝色的火焰。

3、碳元素的两种氧化物,一种物质具有还原性、另一种物质具有氧化性

碳元素的氧化物有二氧化碳和一氧化碳因结构不同,从而导致两种物质的化学性质也截然不同。二氧化碳除了具有不支持燃烧、不能够燃烧外;还有氧化性。一氧化碳除了具有可燃性外,还具有还原性,下面就该知识进行详细解答。

⑴二氧化碳具有氧化性

二氧化碳的化学性质在常温下比较稳定,不轻易与其它物质发生反应;但是在高温的条件下,会表现出氧化性,能够与具有还原性的物质发生氧化还原反应。比如在高温下,二氧化碳就能够与碳单质发生氧化还原反应,反应过程中二氧化碳失去氧,被还原成为一氧化碳,反应方程式如下图所示

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

二氧化碳与单质碳的反应

一氧化碳具有还原性

【装置图】一氧化碳还原氧化铜的装置图:

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

一氧化碳还原氧化铜的实验装置图

【实验步骤】

首先检查装置的气密性是否完好;再组装仪器,按照“先左后右、先下后上”的原则进行组装所需要的实验仪器,最后装入药品。

②加热前,一定要先通一会儿一氧化碳气体后才能够开始加热,目的是将硬质玻璃管内的空气排出去,否则反应现象就不明显。

③加热;先通气再加热,引导学生自习观察实验现象。重点观察黑色粉末的元素变化、澄清石灰水的变化情况。

④停止加热;实验完毕后,先停止加热。

⑤继续通气;但是一定要继续通入一氧化碳气体,直至硬质玻璃管冷却;目的是防止生成的红色铜单质在高温下,被空气中的氧气氧化成氧化铜。

【实验现象】 1、黑色的粉末逐渐变成红色;

2、澄清的石灰水变浑浊。

【实验分析】 1、反应物是氧化铜和一氧化碳;在加热的条件下发生氧化还原反应。黑色的粉末逐渐减少,同时生成红色粉末,说明氧化铜在慢慢消耗,同时生成单质金属铜。

2、将生成的气体导入澄清的石灰水中,目的是检验生成的气体是否为二氧化碳。澄清的石灰水变浑浊,说明该反应除了生成金属单质铜外,还生成了二氧化碳。

【方程式】该反应是氧化还原反应,方程式如下。

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

一氧化碳还原氧化铜的反应方程式

【反应分析】一氧化碳与氧化铜发生的是氧化还原反应。在此反应中,一氧化碳是还原剂,氧化铜是氧化剂,它们的关系如下。

①一氧化碳:还原剂—得到氧—发生氧化反应—-被氧化—-生成氧化产物

②氧化铜:氧化剂—失去氧—发生还原反应—-被还原—-生成还原产物

一氧化碳和二氧化碳有啥区别?二氧化碳是怎么产生的

氧化还原反应的分析

【尾气处理】尾气的处理是一氧化碳还原氧化铜实验中的一个重要步骤。反应过程中需要不间断地通入一氧化碳气体,就会有一部分还没有来得及反应的一氧化碳气体随着生成的二氧化碳气体一起排出。虽然反应中加装了盛有澄清石灰水的仪器,该装置只能除去生成的二氧化碳气体,无法除去一氧化碳气体。一氧化碳是一种有毒的气体,如果任意排放到空气中,将会对人和环境造成很大的危害,所以一定要加装一个尾气处理装置,一般有两种处理方法。

①收集方法:主要是指用专用气球或塑料袋把反应中的一氧化碳气体收集起来,交给实验管理者统一处理,如上图反应装置中的尾气处理方法,就是用特制气球将反应的尾气收集起来统一处理。

②燃烧法:就是在实验仪器装置中加装一个酒精灯,将通过石灰水后的气体由导管导出,用酒精灯在导管口将尾气一氧化碳引燃。

⑶一氧化碳气体在工业中的用途,因为一氧化碳气体具有良好的还原性,被广泛地应用于冶金工业,比如炼钢炼铁工业中,就是用一氧化碳作还原剂,将铁是铁矿石中还原出来。

4、一氧化碳的毒性

(1)中毒原因:一氧化碳是一种剧毒的气体,它特别容易与人体血液中的血红蛋白相结合。其结合能力比血红蛋白与氧气的结合能力强几百倍,从而使血红蛋白失去与氧结合的能力,大脑就会缺氧而窒息,甚至死亡。

(2)防治措施:一氧化碳是一种无色无味有剧毒的的气体,煤气泄漏时,没有任何感觉,很容易导致煤气意外中毒。煤气公司为了在煤气泄漏时能够及时察觉,避免中毒事故出现,特意在煤气中加入一种有特殊气味的气体。冬天用煤炉做饭、取暖,或用木炭烤火时,一定要保持通风状态。如果发生一氧化碳中毒时,要及时将患者移至室外,严重的话重要及时送往医院治疗。

以上就是碳的氧化物的性质,考生要重点掌握一氧化碳的性质,尤其是一氧化碳的还原性。中考中经常会出现关于一氧化碳还原氧化铜的知识,比如反应装置图、实验步骤、实验现象和反应方程式,这也是第六单元的重点知识。

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