高純二氧化碳作用-固態(tài)二氧化碳-二氧化碳?xì)怏w
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誤區(qū)4、CO2可以作為所有可燃物的滅火劑。
解析:通常情況下,CO2既不燃燒也不支持燃燒,且密度比空氣大,可用于滅火,但某些性質(zhì)很活潑的金屬如鈉、鉀、鈣、鎂等,在CO2中是可以燃燒的。因此只能說(shuō)CO2在通常情況下可作滅火劑。
誤區(qū)5、CO2溶于水后,都與水反應(yīng)生成了碳酸。
解析:CO2溶于水后能與水反應(yīng)生成碳酸,但并不是所有溶于水的CO2都與水反應(yīng)生成碳酸,只有大約1%的CO2能與水反應(yīng)生成碳酸,其余約99%的CO2則以分子形式存在于水里。能與水反應(yīng)生成碳酸是CO2的化學(xué)性質(zhì),沒(méi)有與水反應(yīng)的CO2是以分子形式存在于水里,是CO2的物理性質(zhì)。所以教材在敘述CO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)時(shí)都提到了CO2能溶于水。
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二氧化碳平均約占大氣體積的400ppm,不過(guò)每年因?yàn)槿藶榈呐欧旁黾樱嚷蔬€在逐步上升。大氣中的二氧化碳含量隨季節(jié)變化,這主要是由于植物生長(zhǎng)的季節(jié)性變化而導(dǎo)致的。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí),植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量隨之減少;反之,當(dāng)秋冬季來(lái)臨時(shí),植物不但不進(jìn)行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量隨之上升。
二氧化碳常壓下為無(wú)色、沒(méi)味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長(zhǎng)了約127ppm。
物理與化學(xué)性質(zhì)
二氧化碳略溶于水,少部分二氧化碳會(huì)和水反應(yīng),產(chǎn)生碳酸,溶解比例大約為1:1(體積比)。
CO2+H2O=H2CO3
二氧化碳略微溶于醇。
二氧化碳是無(wú)色的。在低濃度時(shí),二氧化碳?xì)怏w是沒(méi)味的,但在較高濃度時(shí)會(huì)有酸性氣味,它可造成窒息和刺激。當(dāng)吸入濃度比大氣層平常濃度高很多的二氧化碳時(shí),它可以產(chǎn)生一種酸的味道和鼻子和喉嚨產(chǎn)生刺痛感,氣體溶解在黏膜和唾液中,產(chǎn)生了碳酸。這種感覺(jué)像喝下碳酸飲料。在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力下,二氧化碳的密度大約是1.98 kg/m3,是空氣的1.5倍。二氧化碳用兩個(gè)氧原子與一個(gè)碳原子以雙鍵組成。-78.51 °C或-109.3 °F時(shí),二氧化碳會(huì)凝華,固態(tài)二氧化碳俗稱“干冰”,是十分普遍的,一般用作冷凍,于1825年由法國(guó)化學(xué)家查爾斯(Charles Thilorier)發(fā)現(xiàn)。另一種形式的固態(tài)二氧化碳是非晶玻璃般的形式,稱為卡博尼亞(carboni),二氧化碳可以存在于一個(gè)玻璃態(tài),類似于硅(石英玻璃)和鍺。但是卡博尼亞玻璃不穩(wěn)定,如果恢復(fù)正常壓力就會(huì)變回原狀。
二氧化碳通常是由燃燒有機(jī)化合物、細(xì)胞的呼吸作用、微生物的發(fā)酵作用等所產(chǎn)生,植物在有陽(yáng)光的情況下吸取二氧化碳,在其葉綠體內(nèi)進(jìn)行光合作用,產(chǎn)生碳水化合物和氧氣,氧氣可供其他生物進(jìn)行呼吸作用,這種循環(huán)稱為碳循環(huán)(carbon cycle)。二氧化碳是溫室氣體之一,它允許可見(jiàn)光自由通過(guò),但會(huì)吸收紅外線與紫外線,這可以把來(lái)自太陽(yáng)的熱能鎖起來(lái),不讓其流失,如果大氣中的二氧化碳含量過(guò)多,熱量更難流失,地球的平均氣溫也會(huì)隨之上升,這種情況稱為溫室效應(yīng)。二氧化碳的固體狀態(tài)是干冰。干冰在室溫下會(huì)直接升華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會(huì)以液態(tài)存在。
歷史
在17世紀(jì),法蘭德斯化學(xué)家海爾蒙特發(fā)現(xiàn)在密封容器內(nèi)燃燒木炭,剩下的氣體的密度比原來(lái)的氣體更高。
1750年代,蘇格蘭物理學(xué)家約瑟夫·布萊克又對(duì)二氧化碳有更進(jìn)一步的研究:石灰石加熱或加入酸后會(huì)產(chǎn)生一種它稱為“固定空氣”的氣體。
液化二氧化碳(在高溫壓力)在1823年制成。早描述固體二氧化碳是由查爾斯在1834年開(kāi)設(shè)了壓力容器的液體二氧化碳,才發(fā)現(xiàn),冷卻所產(chǎn)生的快速蒸發(fā)的液體產(chǎn)生了“雪”,即固體二氧化碳。
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