二氧化碳是初中化學重點學習的物質(zhì)之一，也是中考必考的內(nèi)容。下面學習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（化學式：CO2）在常溫（25℃）常壓下，是一種無色、無味、無毒的氣體。在空氣中所占的體積分數(shù)為：0.03%。
- 二氧化碳密度（標準情況下：1.799kg/m3）比空氣密度（標準情況下：1.29kg/m3）大，易溶于水（通常情況下：1L的水大約能溶解1L的二氧化碳氣體，壓強越大溶解的二氧化碳越多）且與水發(fā)生化學反應(yīng)生成碳酸。
說明：標準情況下指：0℃，一個標準大氣壓（1.013×105pa）下。
- 二氧化碳沸點：-78.5℃，加壓降溫可使二氧化碳氣體變成白色雪花狀固體（干冰），干冰升華會直接變成二氧化碳氣體，并帶走大量的熱。
- 二氧化碳的產(chǎn)生：動植物的呼吸作用和化石燃料的燃燒。
2、二氧化碳的化學性質(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。文字表達式與化學方程式如下：
實驗1、打開一汽水瓶的瓶蓋，塞上帶導管的橡皮塞（注意導管口不能伸入汽水中），另一端導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。
- 實驗現(xiàn)象：試管中的紫色溶液變成紅色。
- 實驗原理：打開汽水瓶蓋后，瓶內(nèi)壓強減小，溶解在飲料中的二氧化碳氣體跑出來，順導管進入試管中，與水反應(yīng)生成使紫色石蕊試液呈紅色的物質(zhì)——碳酸。
- 實驗結(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，說明碳酸受熱分解消失。
實驗2、紫色紙花變紅實驗
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。分別做以下實驗。
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氣體的集氣瓶中。
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氣體的集氣瓶中。
現(xiàn)象：紫色紙花變成紅色。
- 實驗結(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，文字表達式與化學方程式如下：
2.3、光合作用
二氧化碳與水在光照和葉綠素的條件下，生成氧氣和有機物（葡萄糖），文字表達式與化學方程式如下
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，是檢驗二氧化碳氣體的方法。文字表達式與化學方程式如下：
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，文字表達式與化學方程式如下：
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。
實驗：二氧化碳熄滅蠟燭實驗
在一大燒杯中，一高一低放置兩個點燃的蠟燭，向燒杯中緩緩倒入二氧化碳氣體。
實驗現(xiàn)象：低處的蠟燭先滅，高處的蠟燭后滅。
實驗結(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（二氧化碳的化學性質(zhì)）。
3、二氧化碳的應(yīng)用
3.1、人工降雨與舞臺“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氣體，并帶走大量的熱，使周圍空氣中水蒸汽遇冷變成小水滴，進而形成雨水。如果在舞臺上使用干冰并會產(chǎn)生很多小水滴，在不同燈光照射下，并形成了舞臺“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：在加壓時將二氧化碳氣體壓縮成液體，裝在鋼瓶中，使用時將其噴出。通過降溫和隔絕空氣達到滅火的目的。
- 滅火過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二氧化碳氣體隔絕氧氣來滅火，不會對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
二氧化碳是植物進行光合作用的主要原料，植物生長離不開光合作用，光合作用離不開二氧化碳，所以說二氧化碳可看成植物的氣體肥料
3.4、制作碳酸飲料
將二氧化碳氣體加壓通入到飲料中，可制成碳酸飲料，如可樂，雪碧等。當碳酸飲料喝入體內(nèi)后，碳酸會分解產(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)：太陽的短波輻射到達地球表面，地表受熱后向外放出的長波輻射被一些氣體（如二氧化碳、甲烷等）吸收，導致大氣變暖，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
當空氣中二氧化碳超過正常含量時，會使人體感覺頭昏、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，尤其是二氧化碳氣體的排放。以減少大氣的污染，減緩生態(tài)惡化。主要是從節(jié)電、節(jié)氣和回收三個環(huán)節(jié)做起。
- 低碳生活的實例
①不開私家車，乘公交、步行或騎車出行；
②使用太陽、風能；
③不使用一次性筷子。
