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初中三年级化学

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    氢气、氧气、二氧化碳和一氧化碳是初中化学课本中的常见物质.这些物质中:
    (1)可作制冷剂,用于人工降雨的是(填物质名称或化学式,下同)______
    (2)可与滴有石蕊试液的蒸馏水作用显红色的是____ ,反应的化学方程式为__________
    (3)高炉炼铁中一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为___________
    (4)可用作燃料的物质是__________,其燃烧的化学方程式为___________________.
    (5)科学家正在研究如下图所示的二氧化碳新的循环体系(部分生成物已略去).从图中分析得出的下列结论中,正确的是___(填数字序号).
    ①有机物甲可能含碳、氢、氧三种元素     ②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都消耗了二氧化碳.

    本题信息:2012年江苏期末题化学填空题难度一般 来源:刘满霞
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本试题 “氢气、氧气、二氧化碳和一氧化碳是初中化学课本中的常见物质.这些物质中:(1)可作制冷剂,用于人工降雨的是(填物质名称或化学式,下同)______.(2)可...” 主要考查您对

一氧化碳还原氧化铁

氢气的用途

二氧化碳的性质

一氧化碳的性质和用途

二氧化碳的用途

物质的相互转化和制备

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  • 一氧化碳还原氧化铁
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  • 二氧化碳的用途
  • 物质的相互转化和制备

氧化铁自身具有氧化性,我们可以用一氧化碳还原氧化铁。
灼热的氧化铁可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铁+X(氧化物)。



实验室一氧化碳还原氧化铁:

反应原理:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
装置:


现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。

实验步骤:
a.检验装置的气密性
b.装入药品并固定装置
c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
e.当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热
f.待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯

实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。

化学反应方程式:
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2

注意事项:
a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
c.操作顺序:CO要“早出晚归”,洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
氢气的用途:
氢气的性质 氢气的用途
密度最小的气体 填充气球
燃烧放出大量的热 做高能燃料;作为新能源
还原性 冶炼金属;做保护气;制高纯硅
和多种物质反应 做化工原料,如制HCl,NH3

概述:
    二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO?,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
物理性质:
常温下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水。
固态的二氧化碳叫做干冰。

化学性质:
(1)一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸,因此当我们进入
干枯的深井,深洞或久未开启的菜窖时,应先做一个灯火实验,以防止二氧化碳浓度
过高而造成危险
(2)二氧化碳和水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变红:CO2 + H2O===H2CO3
碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色石蕊试液又变回紫色:
H2CO3===H2O + CO2
(3)二氧化碳和石灰水反应:Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
(4)二氧化碳可促进植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
一氧化碳和二氧化碳性质的比较:

 

 

一氧化碳

二氧化碳

物理性质

状态

无色,无味气体

无色,无味气体

密度

1.250g/l(略小于空气)

1.977g/l(大于空气)

溶解性

1体积水中约溶解0.02体积

1体积中约溶解1体积

化学性质

可燃性

有可燃性
2CO+O22CO2

一般情况下,既不能燃烧,也不能支持燃烧

还原性

有还原性:
CuO+COCu+CO2

没有还原性

跟水反应

不能

能:CO2+H2O==H2CO3

跟澄清石灰水反应

不能

CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

毒性

有毒

无毒

主要用途

作气体燃料,用于高炉炼铁

灭火,人工降雨,干冰制冷剂等,作化工原料和温室肥料

相互转化

C+O2CO2
C+CO22CO

干冰:
一定条件下,二氧化碳气体会变成固体,固体二氧化碳叫“干冰”。干冰升华时,吸收大量的热,因此可作制冷剂。如果用飞机向云层中撤干冰,由于干冰升华吸热,空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴,就可以形成降雨。 

二氧化碳不一定能灭火:
二氧化碳一般不支持燃烧,但在一定条件下,某些物质也可以在二氧化碳中燃烧,如将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,镁条能继续燃烧,反应的化学方程式为:2Mg+CO22MgO+C,所以活泼金属着火不能用二氧化碳来灭火

二氧化碳与一氧化碳的鉴别方法:
(1)澄清石灰水:将气体分别通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳,无明显现象的是一氧化碳。
(2)燃着的木条:将气体分别在空气中点燃,能燃烧的是一氧化碳,不能燃烧的是二氧化碳。
(3)紫色石蕊试液:将气体分别通入紫色石蕊试液中,能使石蕊试液变红的是二氧化碳,无明显现象的是一氧化碳。
(4)还原金属氧化物:将气体分别通过灼热的氧化铜,出现黑色粉末变红这一现象的是一氧化碳,没有明显现象的是二氧化碳。

二氧化碳与一氧化碳的除杂方法:
1.CO(CO2)(括号内的物质为杂质):通常将气体通人过量的碱溶液(一般用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水)中,二氧化碳与碱溶液反应,从而达到除杂的目的。
2.CO2(CO)(括号内的物质为杂质):通常将气体通过灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,从而达到除杂的目的。不能用点燃的方法,因为CO2不支持燃烧,也不能燃烧。

二氧化碳与石灰石的应用:
二氧化碳与石灰水反应出现白色沉淀,反应的方程式为:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。
该反应及现象有以下儿方面的应用:
(1)检验二氧化碳气体;
(2)鉴别NaOH溶液和澄清石灰水:将CO2气体通入待测溶液中,生成白色沉淀的溶液为澄清石灰水,无明显现象的为NaOH溶液;
(3)除去某些气体中的杂质:如除去CO中的CO2 气体,可将混合气体通过澄清石灰水;
(4)解释澄清石灰水为什么要密封保存:敞口放置的澄清石灰水会吸收空气中的CO2而使澄清石灰水表面生成一层白膜或变浑浊,其成分是CaCO3;
(5)用石灰砂浆砌砖抹墙不久后变白变硬:石灰砂浆的主要成分是Ca(OH)2,吸收空气中的CO2发生反应Ca(OH)2声称白色固体CaCO3固体。
(6)保存鸡蛋:将鸡蛋浸泡在澄清石灰水中,取出来后CO2与石灰水反应封闭鸡蛋壳上的小孔,可以延长鸡蛋的保存时间。

二氧化碳肥料:
二氧化碳是光合作用的原料之一,因而现在在温室大棚内种植蔬菜水果时,经常人为提高温室内CO2 浓度,以增加农作物产员,增大CO2浓度的方法通常有以下几种:
(1)在温室内放置干冰,干冰升华增大CO2浓度。
(2)在温室内放置通过化学反应产生CO2气体的物质,如在塑料大棚顶部的容器内放置石灰石和稀盐酸。

灯火实验:
(1)二氧化碳本身无毒,但它不供给呼吸,当空气中二氧化碳含量超过常量时,也会对人体健康产生不良影响。

空气中二氧化碳的体积分数/% 对人体健康的影响
1 感到气闷,头昏,心悸
4—5 气喘,头痛,眩晕
10 神志不清,呼吸停止,死亡
 由于二氧化碳的密度大于空气,因而在低洼的地方浓度会增大。在进人久未开启的菜窖或干涸的深井前,应先点燃一支蜡烛用绳放到下面,观察蜡烛能否正常燃烧,若不能正常燃烧,应开启菜窖或深井一段时间后再检验,直到蜡烛能正常燃烧时,才能下去。
概述:
     一氧化碳(CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01,密度1.250g/l,冰点为-207℃,沸点-190℃。在水中的溶解度甚低。空气混合爆炸极限为12.5%~74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下,煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。
物理性质:
通常状况下,是一种没有颜色,气味的气体,比空气略轻难溶于水。

化学性质:
(1)可燃性:2CO + O22CO2
(2)还原性:
一氧化碳还原氧化铜:CO+ CuOCu + CO2
一氧化碳还原氧化铁:3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2
一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+ Fe3O43Fe + 4CO2 
(3)毒性:
CO极易和血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时危及生命。CO有剧毒,人在CO的体积分数达到 0.02%的空气中持续停留2—3h即出现中毒症状,因此我们使用煤、燃气热水器时要装烟囱,注意室内通风。

用途:
用作燃料,冶炼金属。

一氧化碳和氢气的比较
颜色状态 无色,无味气体 无色,无味气体
密度 1.250g/l(略小于空气) 0.089g/l(最轻的气体)
可燃性 有可燃性
2CO+O22CO2
有可燃性
2H2+O22H2O
还原性 有还原性
CO+CuOCu+CO2
有还原性
H2+CuOCu+H2O
毒性 剧毒 无毒
鉴别方法 根据燃烧产物的不同鉴别

 H2、CO、C的比较
H2 C CO
可燃性 化学方程式 2H2+O22H2O C+O2CO2
2C+O22CO
2CO+O22CO2
反应现象 淡蓝色火焰,放热,生成
无色液体
发光,放热 蓝色火焰,放热,
生成的无色气体
能使澄清石灰水
变浑浊
还原性 方程式
反应现象 黑色固体变红,生成无色液体,管口有水珠 黑色固体变红,生成的无色气体能使澄清石灰水变洪浑浊 黑色固体变红,生成的无色气体能使澄清石灰水变浑浊
装置图
装置要点 试管口略向下倾斜,导管贴试管上臂至药品上方,试管口没有橡皮塞 试管口略向下倾斜,导管刚过橡皮塞 多余的CO要进行尾气处理(如点燃)
主要步骤 通H2→加热→停止加热→停止通H2 反应结束后,先将导管从液体中取出,再停止加热 通CO→加热→停止加热→停止通CO
优点 反应条件低,生成物是水,不污染环境 原料便宜,操作简便 反应条件低
缺点 不安全,操作复杂 反应条件高,生成物不易提纯 不安全,操作复杂,有毒
用途 作工业原料,作高能燃料,冶炼金属 作燃料,冶炼金属, 作燃料,冶炼金属,
注意:
(1)三种物质燃烧的现象有所不同,但不能根据火焰去鉴别CO和H2
(2)在还原CuO的实验中,必须对多余的CO进行处理
二氧化碳用途:
1.二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,比空气重,可用于灭火

2.干冰升华时吸收大量的热,可用它做制冷剂或人工降雨

3.工业制纯碱和尿素,是一种重要的化工原料

4.植物光合作用,绿色植物吸收太阳能,利用二氧化碳和水,合成有机物放出氧气
二氧化碳中毒:
       二氧化碳中毒是人吸入高浓度的二氧化碳所出现的昏迷及脑缺氧情况,一般大气中二氧化碳含量超过1%时,人即有轻度中毒反应;当超过3%时,开始出现呼吸困难;超过6%时,就会重度中毒甚至死亡。
(1)征状
中毒主要征状有:头痛、头愫晕、耳鸣、气急、胸闷、乏力、心跳加快,面颊发绀、烦躁、谵妄、呼吸困难,如情况持续,就会出现嗜睡、淡漠、昏迷、反射消失、瞳孔散大、大小便失禁、血压下降甚至死亡。
(2)补救
打开门窗、通风孔,抢救者才可进入。将病人救出后,在空气新鲜处进行人工呼吸,心脏按摩,吸氧(避免高压、高流量、高浓度给氧,以免呼吸中枢更为抑制),开始1~2L/分,随病人呼吸好转逐渐增大给氧量(4--5L/分),以至采用高压氧治疗。(最好是纯氧)
吸入兴奋剂:多种兴奋剂交替、联合使用,如洛贝林、山梗菜碱等。
防止脑和肺水肿:应用脱水剂、激素,限制液量和速度,吸入钠的份量亦应限制。
对症治疗:给予多种维生素、细胞色素C、能量合剂、高渗糖,以防感染。
抢救同时要留意有没有其他有毒气体存在,如一氧化碳等。

物质的相互转化和制备:
      主要是指以氧气、氢气、碳、硫、磷等为代表的非金属单质,以铝、镁、锌、铁、铜为代表的金属单质,以一氧化碳、二氧化碳等为代表的非金属氧化物,以氧化铜、氧化铁等为代表的金属氧化物,以盐酸、硫酸、碳酸等为代表的酸,以氢氧化钠、氢氧化钙等为代表的碱,以氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙等为代表的盐,等等物质之间的相互和制备.
物质的相互转化:


氢氧化钠与氢氧化钙的制备:
(1)NaOH的制备
方法一:Na2O+H2O==2NaOH
方法二:Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓ +2NaOH
(2)Ca(OH)2的制备方法:CaO+H2O==Ca(OH)2

常见物质的相互转化:
Na→Na2O→NaOH→Na2CO3
C→CO→CO2→H2CO3
Fe→Fe2O3→Fe2(SO43→Fe(OH)3→FeCl3
S→SO2→SO3→H2SO4(单质硫不能直接转化为SO3)
各类物质间的转化关系:


(1)金属+金属氧化物(碱性氧化物)

(2)碱性氧化物(可溶)+水碱(可溶)
 
(3)碱(难溶)碱氧(难溶)+水

(4)酸+碱盐+水

(5)非金属+非金属氧化物(酸性氧化物)
 
(6)酸性氧化物(易溶)+水酸(易溶)
 
(7)酸(易挥发/难溶)酸氧+水(易挥发/难溶)

从纵向来看,金属碱性氧化物盐,其中金属元素相同。
非金属酸性氧化物酸(含氧酸)盐,其中非金属元素相同。
横向:
(8)金属+非金属(无氧酸)

(9)碱氧+酸氧(含氧酸)
 
(10)含氧酸盐碱氧+酸氧
 
(11)盐+盐两种新盐

交叉:
(12)酸+碱氧盐+水
 
(13)碱+酸氧盐+水
 
(14)酸+盐新酸+新盐
 ;
(15)碱+盐新碱+新盐
 
(16)金属+酸盐+

(17)金属+盐新盐+新金属
(18)金属+盐新盐+新金属
 (置换反应)

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