一氧化碳与二氧化碳的比较及题型例析(答案)

一氧化碳与二氧化碳的比较及题型例析CO和CO2CO和CO2知识”常考常新。

本文就CO和CO2比较及创新题作一初步探析。

一、CO与CO2的比较二氧化碳（CO2）一氧化碳（CO）物理性质无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温可变成无色液体，甚至变成雪状固体（干冰），干冰易升华无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，很难液化、固化。

化学性质跟水反应CO2+H2O=H2CO3不跟水反应跟碱液反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O石灰水变CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O不跟碱液反应可燃性不支持燃烧能燃烧,在空气中燃烧发出蓝色火焰2CO+O2=（点燃）2CO2氧化性有较弱的氧化性CO2+C=（高温）2CO 没有氧化性还原性没有还原性CO+CuO=（加热）Cu+CO2黑色粉末变红毒性无毒,但含量过高时会使人窒息有毒,易与血红蛋白结合,使人缺氧致死制法实验室石灰石或大理石与稀盐酸反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(只能用向上排空气法收集)HCOOH=(浓硫酸、微热)H2O+CO↑(只能用排水法收集，初中对制法不作要求)工业CaCO3=(高温)CO2+CaO C+H2O（气）=(高温)CO+H2用途①灭火②制干冰，作致冷剂，用于人工降雨；③作工业原料，如制纯碱、尿素、汽水④作气体肥料供植物光合作用①作气体燃料②冶炼金属③重要的化工原料检验方法①使紫色石蕊试液变红色；②使澄清的石灰水变浑浊；③使燃着的木条熄灭①点燃被检气体，然后用澄清石灰水检验反应产物；②将被检验气体通过灼热CuO，黑色CuO变红色，且反应后的气体使澄清的石灰水变浑浊；相互转化杂质互除①除去CO2中的CO：将混合气体通入灼热的CuO，CO变为CO2。

CO中的CO2：NaOH溶液便可除去杂质CO2二、题型例析1. 计算型例1.现有CO和CO2的混合气体20g，其中氧元素的质量分数为64%，先将混合气体通过足量的灼热的氧化铜，再通入足量的澄清石灰水中完全反应后，生成沉淀的质量为（）解：由CO和CO2的混合气体20g中氧元素的质量分数为64%，可推出碳元素的质量分数为：20g ×（1﹣64%）=7.2g，根据一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，将原来的二氧化碳和新生成的二氧化碳都通入石灰水中得到碳酸钙沉淀和水，所以碳酸钙中的碳元素都来自于一开始的一氧化碳和二氧化碳，根据碳元素的质量守恒可以知道生成碳酸钙中碳元素的质量为7.2g，设碳酸钙的质量为x则：x•×100%=7.2g 解得x=60g．2. 性质型例2. 在一梯形架台点燃两支高低不同的蜡烛，然后在蜡烛上面倒扣一个大烧杯，请叙述两支蜡烛熄灭的情况？解释其原因？根据通常情况下二氧化碳的密度比空气大，但是当温度较高时，热的二氧化碳的密度会比空气的密度小，分析解题．【解析】因为通常情况下，二氧化碳的密度比空气大，但由于热胀冷缩，蜡烛燃烧生成的热的二氧化碳气体体积变大，密度变得比空气的小，会聚集在烧杯的上方，使上层蜡烛先熄灭，下层蜡烛后熄灭．故答案为：两枝蜡烛熄灭的情况：上层蜡烛先熄灭，下层蜡烛后熄灭；原因：蜡烛燃烧生成的热的二氧化碳气体体积变大，密度变得比空气的小，会聚集在烧杯的上方，使上层蜡烛先熄灭，下层蜡烛后熄灭．3.设计型例3. 用一氧化碳还原氧化铜时，为防止一氧化碳对空气污染，课本中已介绍了两种对尾气的处理方法，即：（1）用气球收集；（2）将尾气点燃。

请你再设计出一种方法，并说明其特点。

解析：本题是一道开放性实验设计题。

设计时要注意到尾气的回收利用，同时不污染环境，这样的设计才有创新，有利于开阔学生的发散思维。

可行的设计方法有：①可根据用点燃的方法除去尾气中的一氧化碳设计为：将尾气导致玻璃管下方并点燃，取代酒精灯对CuO加热。

特点：既除去尾气污染，又节约了燃料。

②可将尾气通过NaOH（或KOH）溶液洗气瓶后，将提纯后的尾气（CO）贮存待用，或导入装CuO的玻璃管中，使其循环利用。

特点：既消除了尾气污染，又节约了CO气体，等等。

4. 评价型例4. 某实验小组设计了实验室制取二氧化碳气体所用药品的三个方案：方案一，粉末状碳酸钙与稀盐酸；方案二，块状石灰石与稀盐酸；方案三，块状石灰石与浓盐酸．三个方案中，最好的方案是方案二，其理由是其一，反应速度适度，便于气体收集；其二，生成的二氧化碳气体较纯．．解：方案一：粉末状碳酸钙易于稀盐酸充分接触，立刻生成二氧化碳，不利于收集，故此方案不合适；方案二：块状石灰石与稀盐酸只在石灰石表面接触，面积较小，生成二氧化碳速度较慢，便于收集，故此方案合适；方案三：浓盐酸极易挥发，生成的气体中易混入盐酸蒸汽，故此方案不适合．故答案为：方案二、其一，反应速度适度，便于气体收集；其二，生成的二氧化碳气体较纯5. 学科间交叉型例5. 小萌同学为研究动物的呼吸作用，用如图装置进行实验．实验过程中将观察到：澄清石灰水 变浑浊 ，带刻度的细玻璃管中的红墨水 左移 ．由此，她对动物的呼吸作用获得的认识是 消耗氧气放出二氧化碳 ．解：青蛙呼吸会排出二氧化碳，呼吸消耗空气中的氧气呼出二氧化碳使，二氧化碳与石灰水反应，使瓶内气体压强减小，所以实验过程中将观察到：澄清石灰水变浑浊，带刻度的细玻璃管中的红墨水左移，她对动物的呼吸作用获得的认识消耗氧气放出二氧化碳． 故答案为：变浑浊；左移；消耗氧气放出二氧化碳．6.信息型例6. 如图所示，向盛有少量固体X 的试管内持续通入气体Y ，过一会儿在W 导管口点火（假设点着的火焰可以达到高温），一段时间后，试管中的固体变成光亮的红色，而澄清的石灰水变浑浊．（1）若X 是CuO 、Fe 2O 3和Cu 2（OH ）2CO 3中的一种，而Y 是O 2、H 2和CO 中的一种，试判断X 和Y 的组合可能有哪几种？ CuO 、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、H 2；（2）若X 是C 和CuO 的混合物，Y 是CO 2，这种组合行不行？为什么？ 不行，因为二氧化碳不可燃，无法点燃加热 ．解：（1）固体X 的试管内持续通入气体Y ，试管中的固体变成光亮的红色，而澄清的石灰水变浑浊，说明生成物有铜和二氧化碳生成，碱式碳酸铜在加热条件下生成氧化铜、水和二氧化碳，一氧化碳还原氧化铜能生成铜和二氧化碳，氢气还原氧化铜生成铜和水；因此固体可能为氧化铜、碱式碳酸铜；气体为一氧化碳或氢气；故可能组合有： CuO 、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、H 2；（2）因为二氧化碳不可燃，无法点燃加热，因此Y 是二氧化碳不可行； 故答案为：（1）CuO 、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、CO ；Cu 2（OH ）2CO 3、H 2； （2）不行，因为二氧化碳不可燃，无法点燃加热． 7. 综合型例7.乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源．在汽油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染．2001年4月2日国家技术监督局发布《车用乙醇汽油》国家标准，并于同年4月15日开始实施．乙醇______完全燃烧时生成CO 2和H 2O ．如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还有CO 生成．现用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO 、CO 2和H 2O ．请回答下列问题：（1）能确证产物中有H 2O 的现象是______；能确证产物中有CO 的现象是______、______． （2）实验时，可观察到装置B 中石灰水变浑浊，D 中石灰水无变化．B 装置的作用是______；C 装置的作用是______；D 装置的作用是______．（3）若乙醇燃烧产物中CO 和CO 2的总质量为25.2g ，其中碳元素与氧元素的质量比为2：5，则参加反应的乙醇的质量为______g ，产物中H 2O 的质量为______g ．（4）科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”--甲烷的水合物．质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生CO2的质量较多的是______．【解析】（1）白色的无水硫酸铜粉末与水反应生成蓝色的五水硫酸铜，如产物中有H2O生成，则A中的无水硫酸铜由白色变为蓝色；一氧化碳有还原性，能把黑色的氧化铜还原成红色的铜，同时本身被氧化成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑，所以如是一氧化碳的话，现象应为的玻璃管中黑色的氧化铜变为红色，F中的澄清石灰水变浑浊．（2）证明二氧化碳存在，可根据二氧化碳能使澄清的石灰水变浑的性质，B装置的作用是验证产物中CO2的存在；一氧化碳的检验涉及与氧化铜反应生成二氧化碳，故工检验一氧化碳需先除去二氧化碳，再检验是否又生成了新的二氧化碳，所以C装置的作用是除去CO2；D装置的作用是检验CO2是否已除尽．（3）CO和CO2的总质量为25.2g，其中碳元素与氧元素的质量比为2：5，碳元素的总质量为25.2g×=7.2g，则乙醇中碳元素的质量也是7.2g，乙醇中碳的质量分数为×100%=52.17%，乙醇的质量为7.2g÷52.17%=13.8g，乙醇中氢元素的质量为13.8g××100%=1.8g，则生成水中的氢元素也是1.8g，所以水的质量为1.8g÷=16.2g．（4）甲烷和乙醇在燃烧时，它们中的碳都形成二氧化碳了，二者含碳量越高，产生二氧化碳的质量也越大，甲烷中碳碳的质量占，乙醇中碳的质量占，所以产生CO2的质量较多的是甲烷．故答案为：（1）A中的无水硫酸铜由白色变为蓝色；E的玻璃管中黑色的氧化铜变为红色，F 中的澄清石灰水变浑浊；（2）验证产物中CO2的存在；除去CO2；检验CO2是否已除尽；（3）13.8；16.2；（4）甲烷．。