木炭完全燃燒時能夠生成二氧化碳,在不完全燃燒時也能生成一氧化碳。
二氧化碳無色無味,密度比空氣的密度大,能溶于水且能夠與水反應(yīng)生成碳酸,一般不燃燒也不支持燃燒,能夠使澄清石灰水變渾濁。
一氧化碳的化學(xué)式是CO,雖然與二氧化碳(CO?)的元素組成完全相同,但是它們是不同種物質(zhì),性質(zhì)也就不一樣。
1-CO的物理性質(zhì)
通常情況下,一氧化碳無色無味,難溶于水,密度比空氣略小。
煤氣的主要成分就是一氧化碳,為什么在煤氣泄漏的時候,會聞到一種惡臭呢?這種惡臭是什么氣體呢?由于一氧化碳無色無味,所以工程師向里面添加了微量的惡臭氣體--硫化氫(H?S)作為預(yù)警氣體。
一氧化碳難溶于水,所以如果在屋子里放一盆水、意圖用水吸收一氧化碳且防止一氧化碳中毒,這是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。而因為它難溶于水,所以可以用排水法收集一氧化碳。
一氧化碳的密度與空氣相比很接近,所以不能夠用排空氣法進(jìn)行收集。
2-CO的可燃性
一氧化碳的可燃性,多見于生活之中,用作燃料,比如一些家庭用的煤氣、煤爐等。
我們平時看到煤氣、煤爐上方的藍(lán)色火焰,實際上是一氧化碳的燃燒產(chǎn)生的。

煤爐中兩個重要的反應(yīng),是木炭和二氧化碳在高溫條件下產(chǎn)生一氧化碳,一氧化碳燃燒生成二氧化碳。


將純凈的一氧化碳點(diǎn)燃,產(chǎn)生藍(lán)色火焰,若在火焰上方罩一個內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯,會觀察到澄清石灰水變渾濁,說明生成了二氧化碳。


CO燃燒火焰呈藍(lán)色,它是可燃性氣體,點(diǎn)燃前必須要驗純。
3-CO的還原性
我們初中階段,將“還原性”理解為奪走含氧化合物中氧的能力。木炭就有這種能力,比如之前我們學(xué)過的木炭還原氧化銅、木炭還原氧化鐵,都是木炭奪取了氧,從而生成了金屬。一氧化碳也具有這種能力,奪氧之后能夠生成二氧化碳。
一氧化碳還原氧化銅:

實驗應(yīng)首先保證安全,其次保證成功。如果玻璃管加熱且同時從左側(cè)通入一氧化碳,因為一氧化碳具有可燃性,一段時間之后,造成玻璃管內(nèi)混有空氣且溫度非常高,有可能造成裝置爆炸,我們必須盡量避免這種可能性,所以必須先通一段時間的一氧化碳,盡量排凈玻璃管內(nèi)的空氣,再進(jìn)行加熱。如果這樣一直通一氧化碳,而右側(cè)導(dǎo)管沒有任何措施使一氧化碳直接排入空氣中,會導(dǎo)致空氣污染,有可能使人中毒,所以導(dǎo)管末端加一個燃著的酒精燈,是為了點(diǎn)燃一氧化碳,防止造成空氣污染。
在實驗過程中,我們可以看到黑色的物質(zhì)逐漸變?yōu)榧t色,右側(cè)試管里澄清石灰水變渾濁,驗證了二氧化碳的生成。

實驗結(jié)束時,如果不分先后隨意停一氧化碳或者熄滅酒精燈,可能會引起各種危險的后果。如果先停止通一氧化碳,則空氣會進(jìn)入玻璃管,一方面與一氧化碳混合且溫度較高可能引起爆炸,另一方面,空氣中的氧氣進(jìn)入與灼熱的銅混合,又會重新生成黑色的氧化銅。反應(yīng)結(jié)束后,熄滅加熱的酒精燈之后,再繼續(xù)通一段時間的CO,至裝置冷卻再停止通CO,防止灼熱的銅和空氣中的氧氣再反應(yīng)生成CuO。
CO也可以還原氧化鐵:

紅色的氧化鐵逐漸變成黑色。反應(yīng)原理:

實際上在工業(yè)中,大量應(yīng)用一氧化碳的場景是冶煉金屬。由于一氧化碳是可燃性氣體,且有毒,所以一般不會刻意制取大量純凈的一氧化碳。許多情況下都是投入過量的碳,然后利用高溫,使其和生成的二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳。
4-CO的毒性
CO有劇毒,極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合,造成生物體內(nèi)缺氧。所以使用煤爐和燃?xì)鉄崴鲿r,要注意室內(nèi)通風(fēng);做有關(guān)CO的實驗時,要注意尾氣處理。