一氧化碳與二氧化碳的比較和鑒別

呂念

一氧化碳與二氧化碳均為碳元素的氧化物，二者既有相似性又有差異性。本文闡述其相似性和差異性進(jìn)行對(duì)比分析和歸納鑒別方法。

一、一氧化碳與二氧化碳的比較

1.一氧化碳與二氧化碳的相似性

（1）一氧化碳與二氧化碳均為碳元素的氧化物，其中，氧元素的化合價(jià)均為-2價(jià)。

（2）一氧化碳與二氧化碳均為無色、無味的氣體。

（3） 一氧化碳與二氧化碳均屬于無機(jī)化合物。

2.一氧化碳與二氧化碳的差異性

（1）化學(xué)式差異：一氧化碳的化學(xué)式為CO，二氧化碳的化學(xué)式為CO2。

（2）碳元素的化合價(jià)差異：一氧化碳中碳元素為+2價(jià)，二氧化碳中碳元素為+4價(jià)。

（3）密度差異：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一氧化碳的密度為1.25 g/L（比空氣略輕）;二氧化碳的密度為1.96 g/L（比空氣重）。

（4）溶解性差異：一氧化碳難溶于水（在通常狀況下，1體積水能溶解0. 02體積的一氧化碳），二氧化碳能溶于水（在通常狀況下.1體積水能溶解1體積的二氧化碳）。

（5）毒性差異：一氧化碳有毒（一氧化碳進(jìn)人人體后會(huì)與血液中的血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白失去與氧氣結(jié)合的能力，從而引起機(jī)體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡）;二氧化碳無毒，但二氧化碳能引起溫室效應(yīng)。

（6）生成條件差異：碳在空氣中燃燒，空氣（氧氣）不足時(shí)，碳不完全燃燒生成一氧化碳：空氣（氧氣）足量時(shí)，碳完全燃燒生成二氧化碳。

（7）可燃性差異：一氧化碳具有可燃性，在點(diǎn)燃條件下，一氧化碳能在空氣或氧氣中燃燒：

2CO+ O=點(diǎn)燃=2CO2產(chǎn)生藍(lán)色火焰;二氧化碳不能燃燒。

（8）還原性差異：一氧化碳具有還原性，在高溫條件下CO能夠?qū)⒛承┙饘傺趸镞€原為金屬單質(zhì)，例如： 二氧化碳沒有還原性。

（9）與水反應(yīng)的性質(zhì)差異：二氧化碳能與水發(fā)生化合反應(yīng)生成H2CO3：

CO2+ H2O =H2CO3一氧化碳不能與水反應(yīng)。

（10）通入紫色石蕊溶液中的現(xiàn)象差異：將二氧化碳通人紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液變紅色（這是因?yàn)镃O2與水反應(yīng)生成了H2CO3，H2CO3使紫色石蕊溶液變紅色）;將一氧化碳通人紫色石蕊溶液中，無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生。根據(jù)這一性質(zhì)差異，可用紫色石蕊溶液鑒別二氧化碳和一氧化碳。

（11）與堿反應(yīng)的性質(zhì)差異：二氧化碳能與堿反應(yīng)生成鹽和水，如：

CO2 +2NaOH =Na2CO3+ H2O一氧化碳不能與堿反應(yīng)。

（12）通人澄清石灰水中的現(xiàn)象差異：將少量二氧化碳通入澄清石灰水中，能夠產(chǎn)生渾濁，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CO2 +Ca（ OH）2 =CaCO3↓+H2O將一氧化碳通入澄清石灰水中，無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生。根據(jù)這一性質(zhì)差異，可用澄清石灰水鑒別二氧化碳和一氧化碳。

（13）通入Ba（ OH）：溶液中的現(xiàn)象差異：將少量二氧化碳通入Ba（ OH）2溶液中，能夠產(chǎn)生渾濁，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

C02 +Ba（ OH）2 =BaCO3 ↓+H2O將一氧化碳通人Ba（ OH）2溶液中，無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生。根據(jù)這一性質(zhì)差異，可用Ba（ OH）2溶液鑒別二氧化碳和一氧化碳。

（14）與金屬氧化物反應(yīng)的性質(zhì)差異：在常溫下二氧化碳能與某些金屬氧化物發(fā)生化合反應(yīng)生成鹽，如：

Na2O+ CO2 =Na2CO3而在常溫下一氧化碳不能與金屬氧化物發(fā)生化合反應(yīng)。

（15）與碳單質(zhì)反應(yīng)的差異：在高溫條件下，二氧化碳能夠與碳單質(zhì)反應(yīng)生成一氧化碳：

CO2 +C=高溫=2CO而一氧化碳與碳單質(zhì)不反應(yīng)。

（16）與碳酸鹽反應(yīng)的差異：二氧化碳能與碳酸鹽和水反應(yīng)生成相應(yīng)的碳酸氫鹽，例如：

CaCO3 +CO2+ H2O =Ca（ HCO3）2正因如此，將CO2通入澄清石灰水中產(chǎn)生渾濁，繼續(xù)通人過量的CO2，沉淀溶解又變?yōu)槌吻迦芤骸６谎趸寂c碳酸鹽不反應(yīng)。

（17）用途差異：一氧化碳主要用作燃料，冶煉金屬的還原劑：二氧化碳主要用于冷藏食品，作制冷劑、滅火劑、氣體肥料、化工原料，制碳酸飲料，干冰用于人工降雨等。

二、一氧化碳與二氧化碳的鑒別

1.稱量法

將2個(gè)相同的分別盛滿2種氣體的集氣瓶進(jìn)行稱量，質(zhì)量大的一瓶所盛氣體是二氧化碳，質(zhì)量小的一瓶所盛氣體是一氧化碳。

2.燃燒法

將燃著的木條分別伸人盛滿2種氣體的2個(gè)集氣瓶中，瓶中氣體能夠燃燒者是一氧化碳，瓶中氣體能使木條火焰熄滅者是二氧化碳。

3.氧化銅法

分別將2種氣體通過灼熱的氧化銅，氧化銅由黑色變成紅色者是一氧化碳，若氧化銅黑色不變者是二氧化碳。

4.澄清石灰水法

向2個(gè)分別盛滿2種氣體的集氣瓶中滴入澄清石灰水，能使石灰水變渾濁者是二氧化碳，無明顯現(xiàn)象者是一氧化碳。

5.石蕊溶液法

將2種氣體分別通人紫色石蕊中，能使紫色石蕊溶液變紅者是二氧化碳，無明顯現(xiàn)象者是一氧化碳。

（收稿日期：2022 - 03 - 05）