一氧化碳的用途

1

碳及一氧化碳的性质、用途

一、基本考点

考点1．碳的几种单质的性质和用途

（1）金刚石和石墨的物理性质和用途（见表6-14-1）：

表6-14-1

物质金刚石石墨

物

理

色

、

态

无色透明正八面体形状的固体，琢磨后

有夺目光泽

深灰色不透明细鳞片状的固体，

有金属光泽m]

硬

度

最硬的矿物之一（坚硬）最软的矿物之一（质软）

熔

点

高高

导

电

性

不导电良好

导

热

性

不导热良好

用途钻头、划玻璃、装饰品电极、润滑剂、铅笔芯

（2）无定形碳：①构成：无定形碳都是由石黑的微小晶体和少量杂质构成的，无定形

碳都是混合物。②分类：无定形碳包括木炭、活性炭、焦炭和炭黑四种。③用途：木炭

和活性炭具有吸附作用，能把大量的气体或染料等微小粒子吸附在它的表面，活性炭

的吸附作用比木炭强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中

利用活性炭来脱色以制白糖；焦炭常用于冶金工业，用于冶炼生铁；炭黑常用于制造

墨、油墨、油漆、鞋油和颜料等。

2

（3）碳的化学性质：在常温下，碳的化学性质不活泼，表现出稳定性，随着温度升高，

化学活动性大大增强，表现出可燃性和还原性。①可燃性：a.碳与充足的氧气反应：

;

22

COOC

点燃



b.碳不充分燃烧时：COOC22

2

点燃

。②还原性:a.碳还原氧化铜:



2

22COCuCuOC

高温

。现象：黑色粉末逐渐变成红色，产生的气体能使澄清的

石灰水变浑浊；b.碳还原二氧化碳：COCOC2

2

高温

。

考点2．一氧化碳的性质和用途

（1）一氧化碳的物理性质：一氧化碳通常是无色、无味、有毒的气体，密度比空气略

小，难溶于水。

（2）一氧化碳的化学性质：①可燃性：a.现象：一氧化碳能燃烧，发出蓝色火焰，放

出热量，罩在火焰上方的烧杯内壁上附着的澄清石灰水变浑浊；b.化学方程式：

22

22COOCO

点燃

；c.注意：点燃一氧化碳前要验纯。②还原性；一氧化碳能将CuO

（金属氧化物）还原成铜，同时生成二氧化碳：CO+CuO==Cu+CO

2

，因此一氧化碳

可用于冶金工业。

（3）一氧化碳还原氧化铜的实验。操作顺序：与H

2

还原CuO的实验操作顺序一样，

先通CO，再加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO至试管冷却。尾气处理：因CO

有剧毒，不能随意排入空气中，处理的基本原则是将CO燃烧掉，转化为无毒的CO

2

或收集备用。

（4）一氧化碳的毒性、产生方式及用途：①一氧化碳的毒性：CO和人体血红蛋白的

结合力比氧与血红蛋白的结合力强，人吸入CO会造成人体缺氧，严重者会致死。②产

生CO的三种主要方式：a.氧气的量不足，碳燃烧不充分：③COOCO22

2

点燃

；

2

遇到炽热的碳；COCCO2

2

高温

；c.碳与水蒸气高温条件下反应：

22

)(HCOgOHC

高温

(水煤气)。③一氧化碳的用途：CO具有可燃性，可作燃料；

CO具有还原性，可用来冶炼金属，如炼铁等。

二、能力与综合考点

△

3

考点3．木炭和活性炭的吸附作用（拓展考点）

气体或溶液里的物质被吸附到固体表面的作用叫吸附作用，它属于物理变化。木炭和

活性炭都有吸附性，因为它们都具有疏松多孔的结构而形成很大的表面积，表面积愈大，

吸附能力愈强。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到的，它具有更大的表面积，因

此，活性炭的吸附能力比木炭更强。

考点4．一氧化碳的检验方法（实际应用考点）

CO的检验方法有：（1）点燃待检气体，若火焰呈蓝色，则先用干燥小烧杯罩在火焰上

方，无水珠，再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，若出现白色浑浊物，则

气体为CO；（2）将待检气体通过灼热的CuO，若出现红色的物质，且产生的气体不能

使无水CuSO

4

变色而能使澄清石灰水变浑浊，则气体为CO。

三、创新考点

考点5．碳元素形成的其他单质（开放性考点）

近年来科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些由碳元素形成的单质，如C

60

、纳

米碳管等。一个C

60

分子是由60个碳原子构成的形似足球状的大分子，共有32个面的

近似足球的结构中共有60个顶点，各有一碳原子。目前，人们对C

60

分子及纳米碳管

的结构和反应的认识正在不断深入，它们在材料科学、超导体等方面的应用正在深入

地研究。

二氧化碳的性质、用途及制法

一、基本考点

考点1．二氧化碳的性质和用途

（1）二氧化碳的物理性质：通常状况下二氧化碳是无色、无味的气体，密度比空气大，

能溶于水，固体二氧化碳俗称“干冰”，干冰升华时需要吸收大量的热。（2）二氧化碳

的化学性质：①不能燃烧，也不能支持燃烧；不能供给呼吸；②二氧化碳与水反应生成

碳酸：

3222

COHCOOH，碳酸能使紫色石蕊试液变红。碳酸不稳定，受热易

分解，

2232

COOHCOH③二氧化碳和澄清石灰水反应：二氧化碳和澄清石

灰水中的氢氧化钙反应，生成不溶于水的白色物质碳酸钙，使澄清的石灰水变浑浊，

△

4

OHCaCOOHCaCO

2322

)(，利用此反应可以鉴定CO

2

的存在。（3）二氧

化碳的用途：①可用于灭火；②做制冷剂、人工降雨；③制汽水；④可用作温室肥料；

⑤重要的化工原料，制纯碱、尿素等。

考点2．二氧化碳的实验室制法

（1）药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸。（2）反应原理：CaCO

3

+2HCl==CaCl

2

+CO

2

↑+H

2

O。（3）实验装置：类似于制氢气的装置，因为实验室制取CO

2

是常温下用固体

和液体反应制得的。（4）收集方法：因为CO

2

能溶于水，不能用排水法收集；CO

2

的

密度比空气大，可用向上排空气法收集。（5）检验方法：验证：把制得的气体通入澄清

石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明这种无色气体是CO

2

。验满：把燃着的木条放

在集气瓶口，若火焰熄灭，证明瓶内已充满CO

2

。（6）注意：实验室制取CO

2

不能用

碳酸钠代替大理石（或石灰石），原因是反应速率太快，不宜收集；不能用浓盐酸代替

稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，使收集的CO

2

气体中混有较多氯化氢气体；也不能用

稀硫酸代替稀盐酸，原因是生成的CaSO

4

微溶于水，覆盖在大理石（或石灰石）表面，

阻止反应续续进行，

二、能力与综合考点

考点3．实验室制取气体的总结（学科内综合考点）

（1）实验室制取气体的一般思路：若要制取气体，首先研究生成该气体的化学反应原

理，就是要研究在实验条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什

么反应来制取这种气体；第二，需要研究制取这种气体所采用的实验装置；第三，需要

研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。

（2）气体发生装置：①选择发生装置的原理：根据反应物的状态和反应条件。②常用

发生装置：a.固体或固体混合物在加热条件下制取气体。此装置用于实验室制O

2

（氯

酸钾和二氧化锰混合加热或高锰酸钾加热）。在信息给予题中可能出现用该装置制取

NH

3

、CH

4

等气体。此装置也可用于Cu

2

(OH)

2

CO

3

的受热分解、木炭还原氧化铜等；b.

固体与液体反应不需加热制取气体。此装置可用于实验室制取H

2

（用锌粒与稀盐酸或

稀硫酸反应）、实验室制CO

2

（用大理石或石灰与石与稀盐酸反应），此装置还可能出

现在信息给予题中用于制H

2

S等气体。

5

（3）气体收集方法：气体的收集方法取决于所制气体的溶解性和密度等，常见的方法

有：①排水法：凡是不易溶于水（难溶、微溶）且不与水发生化学反应的气体都可用

此法。操作时注意事项：a.导气管刚过集气瓶口即可；b.集气瓶中要预先装满水，用

玻璃片盖住，倒置于水槽中，注意不要留气泡；c.排水法收集时，实验刚开始有气泡

冒出不宜立即收集，等气泡连续均匀出现后再收集。②排空气法可分为：a.向上排空

气法：气体密度大于空气的密度（相对分子质量>29），如：O

2

、CO

2

；b.向下排空气

法：气体密度小于空气的密度（相对分子质量<29），如：H

2

。操作时注意事项：a.用

排空气收集时，导管要伸入试管或集气瓶底部；b.用向下排空气法收集满的集气瓶，

要盖上玻璃片倒置于桌上。

考点4．温室效应（拓展考点）

随着工业生产的发展和人类生活水平的提高，煤、石油、天然气等矿物燃料的需求量不

断增大，它们燃烧后放出大量二氧化碳气体。而由于一些天灾和人为的乱砍滥伐，能

吸收二氧化碳的大片森林却在不断消失。因此，每年都有大量的二氧化碳进入大气，使

大气中的二氧化碳的含量增大。在地球的大气层中，二氧化碳等气体能像温室的玻璃

那样起保温作用。这就是所谓的“温室效应”。由温室效应引起的全球性气候变暖，将

给人类带来严重后果。如严重的旱涝灾害，沙漠地区扩大，对农业、渔业、沿海生态

系统、野生生物等都产生不良影响，人类应高度重视。为了保护我们人类赖以生存的地

球，应该采取措施防止温室效应的进一步发展。可以采取的措施有：大量植树造林，

禁止乱砍滥伐；减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用核能、太阳能、风

能、地热等。

三、创新考点

考点5．检验二氧化碳气体的方法（开放性考点）

鉴别CO

2

气体可根据其他待鉴别的物质的性质选用以下方法：（1）通入澄清石灰水中，

溶液变浑浊的为二氧化碳（如区别CO

2

和CO）。（2）通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊

试液变红的为二氧化碳（如区别CO

2

和N

2

）。（3）使燃着的木条熄灭的气体为二氧化碳

（如区别CO

2

和O

2

）。