二氧化碳是初中化學(xué)重點(diǎn)學(xué)習(xí)的物質(zhì)之一，也是中考必考的內(nèi)容。下面學(xué)習(xí)一下二氧化碳的性質(zhì)與應(yīng)用。
1、二氧化碳的物理性質(zhì)
- 二氧化碳（化學(xué)式：CO2）在常溫（25℃）常壓下，是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體。在空氣中所占的體積分?jǐn)?shù)為：0.03%。
- 二氧化碳密度（標(biāo)準(zhǔn)情況下：1.799kg/m3）比空氣密度（標(biāo)準(zhǔn)情況下：1.29kg/m3）大，易溶于水（通常情況下：1L的水大約能溶解1L的二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)越大溶解的二氧化碳越多）且與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸。
說(shuō)明：標(biāo)準(zhǔn)情況下指：0℃，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1.013×105pa）下。
- 二氧化碳沸點(diǎn)：-78.5℃，加壓降溫可使二氧化碳?xì)怏w變成白色雪花狀固體（干冰），干冰升華會(huì)直接變成二氧化碳?xì)怏w，并帶走大量的熱。
- 二氧化碳的產(chǎn)生：動(dòng)植物的呼吸作用和化石燃料的燃燒。
2、二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)
2.1、二氧化碳與水反應(yīng)
二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸在加熱條件下分解生成二氧化碳和水。文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下：
實(shí)驗(yàn)1、打開(kāi)一汽水瓶的瓶蓋，塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞（注意導(dǎo)管口不能伸入汽水中），另一端導(dǎo)管伸入裝有滴加了紫色石蕊試液（石蕊試劑是一種酸堿指示劑，遇酸變成紅色）的蒸餾水的試管中，輕輕搖晃汽水瓶，觀察現(xiàn)象。
- 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管中的紫色溶液變成紅色。
- 實(shí)驗(yàn)原理：打開(kāi)汽水瓶蓋后，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，溶解在飲料中的二氧化碳?xì)怏w跑出來(lái)，順導(dǎo)管進(jìn)入試管中，與水反應(yīng)生成使紫色石蕊試液呈紅色的物質(zhì)——碳酸。
- 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸顯酸性，使紫色石蕊試液變紅色。
將盛有紅色液體的試管放在酒精燈上加熱，溶液的紅色消失，說(shuō)明碳酸受熱分解消失。
實(shí)驗(yàn)2、紫色紙花變紅實(shí)驗(yàn)
用紫色石蕊試劑侵泡紙花，制成紫色紙花并晾干，共制成相同干燥的紫色紙花03個(gè)。分別做以下實(shí)驗(yàn)。
①取一干燥的紫色紙花，向上面噴水。
現(xiàn)象：紫色紙花仍然為紫色，不變色。
②取一干燥的紫色紙花，放入盛有干燥的二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶中。
現(xiàn)象：紫色紙花仍然為紫色，不變色。
③取一干燥的紫色紙花，在上面噴上水后，再放入盛有干燥的二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶中。
現(xiàn)象：紫色紙花變成紅色。
- 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水與二氧化碳都不能使紫色紙片變紅，使紫色紙片變紅的物質(zhì)是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸。所以碳酸是使紫色石蕊試液變色的物質(zhì)。
2.2、二氧化碳與活潑金屬反應(yīng)
鎂在二氧化碳中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成碳和氧化鎂，文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下：
2.3、光合作用
二氧化碳與水在光照和葉綠素的條件下，生成氧氣和有機(jī)物（葡萄糖），文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下
2.4、二氧化碳與堿性溶液反應(yīng)
二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，是檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的方法。文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下：
2.5、二氧化碳與碳反應(yīng)
二氧化碳在高溫條件下和碳發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳，文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下：
2.6、二氧化碳不可燃也不助燃
通常情況下，二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒，但是二氧化碳不是一定不支持燃燒，如鎂可以在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。
實(shí)驗(yàn)：二氧化碳熄滅蠟燭實(shí)驗(yàn)
在一大燒杯中，一高一低放置兩個(gè)點(diǎn)燃的蠟燭，向燒杯中緩緩倒入二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：低處的蠟燭先滅，高處的蠟燭后滅。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①二氧化碳的密度比空氣大（二氧化碳的物理性質(zhì)）；
②二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒（二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)）。
3、二氧化碳的應(yīng)用
3.1、人工降雨與舞臺(tái)“煙霧”
固體的二氧化碳（也稱干冰）暴露在空氣中很快升華變成二氧化碳?xì)怏w，并帶走大量的熱，使周圍空氣中水蒸汽遇冷變成小水滴，進(jìn)而形成雨水。如果在舞臺(tái)上使用干冰并會(huì)產(chǎn)生很多小水滴，在不同燈光照射下，并形成了舞臺(tái)“煙霧”。
3.2、滅火
根據(jù)二氧化碳不可燃也不支持燃燒的性質(zhì)，制造二氧化碳滅火器用于滅火。
- 二氧化碳滅火器原理：在加壓時(shí)將二氧化碳?xì)怏w壓縮成液體，裝在鋼瓶中，使用時(shí)將其噴出。通過(guò)降溫和隔絕空氣達(dá)到滅火的目的。
- 滅火過(guò)程中主要利用到的二氧化碳性質(zhì)
①降溫：液體二氧化碳汽化帶走熱量；
②隔絕空氣：二氧化碳密度比空氣大，且不支持燃燒；
- 二氧化碳滅火器用途：因二氧化碳滅火器是通過(guò)二氧化碳?xì)怏w隔絕氧氣來(lái)滅火，不會(huì)對(duì)物品造成污染與損傷,可用于貴重設(shè)備、檔案資料的滅火。
3.3、二氧化碳可作為氣體肥料
二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的主要原料，植物生長(zhǎng)離不開(kāi)光合作用，光合作用離不開(kāi)二氧化碳，所以說(shuō)二氧化碳可看成植物的氣體肥料
3.4、制作碳酸飲料
將二氧化碳?xì)怏w加壓通入到飲料中，可制成碳酸飲料，如可樂(lè)，雪碧等。當(dāng)碳酸飲料喝入體內(nèi)后，碳酸會(huì)分解產(chǎn)生二氧化碳和水，二氧化碳從體內(nèi)排出，并帶走熱量，讓人感覺(jué)涼爽。
4、二氧化碳與人類環(huán)境
4.1、溫室效應(yīng)
溫室效應(yīng)：太陽(yáng)的短波輻射到達(dá)地球表面，地表受熱后向外放出的長(zhǎng)波輻射被一些氣體（如二氧化碳、甲烷等）吸收，導(dǎo)致大氣變暖，地球上環(huán)境溫度上升。這些氣體稱為溫室氣體。
溫室效應(yīng)的危害：溫室效應(yīng)會(huì)使全球變暖，冰川融化，海平面上升，給人類生存環(huán)境造成威脅。
4.2、二氧化碳與人體健康
當(dāng)空氣中二氧化碳超過(guò)正常含量時(shí)，會(huì)使人體感覺(jué)頭昏、胸悶、心悸等有害影響，在人群密集的地方。
4.3、低碳生活的概念
低碳生活指：人類生活生產(chǎn)中盡量減少能量的消耗，污染物的排放，尤其是二氧化碳?xì)怏w的排放。以減少大氣的污染，減緩生態(tài)惡化。主要是從節(jié)電、節(jié)氣和回收三個(gè)環(huán)節(jié)做起。
- 低碳生活的實(shí)例
①不開(kāi)私家車，乘公交、步行或騎車出行；
②使用太陽(yáng)、風(fēng)能；
③不使用一次性筷子。
