大自然中的二氧化碳：循环、性质与应用

创作时间:

作者:

@小白创作中心

引用

来源

https://www.cnblogs.com/xlz1008/p/18148266

二氧化碳是自然界中一种重要的气体，它不仅参与了地球上的碳循环，还与全球气候变化密切相关。本文将从二氧化碳的循环、性质、用途以及相关化学反应等方面，全面介绍这种气体在自然界中的重要作用。

一、二氧化碳的循环

自然界中的二氧化碳在不断循环。植物光合作用、水体溶解二氧化碳是消耗二氧化碳的主要途径，而生物的呼吸作用、化石燃料燃烧、火山喷发等过程又会把二氧化碳重新释放出来。

而人类对化石燃料的大量开发利用，使大气中的二氧化碳含量逐年升高（化石燃料主要成分是碳氢化合物，燃烧会产生 $\ce{CO2}$ 和 $\ce{H2O}$ ）。

二氧化碳是一种温室气体（之前学过的甲烷同样是一种温室气体），会加剧温室效应，导致全球气候变暖。因此我们要做到低碳生活（节约用电、少用一次性筷子、低碳出行、植树造林等），降低二氧化碳的排放。

大气中二氧化碳含量的趋势是逐年上升的。一年中冬季大气中二氧化碳含量最高，原因是植物的光合作用减弱，燃煤供暖会排放出大量的二氧化碳。

二氧化碳是一种无色无味的气体，密度大于空气，能溶于水（不是易溶于水！！！）。二氧化碳的相对分子质量是 44 ，空气的相对分子质量是 29 。气体的密度由相对分子质量决定。

（当然，这个比较密度的方法只能用于气体和气体之间的比较）

二氧化碳固体俗称干冰，易升华（固态物质不经过液态直接变为气态）。干冰升华时会吸收大量的热，使周围的水蒸气液化成为小液滴，产生白雾。因此，干冰可用于制冷，人工降雨，制造舞台效果等。

高温煅烧石灰石或大理石（主要成分都是 $\ce{CaCO3}$ ），制取二氧化碳，化学式为：

$$\ce{CaCO3 \xlongequal{高温} CaO + CO2 ^}$$

用块状的大理石或石灰石和稀盐酸（ $\ce{HCl}$ ）反应制取，化学式为：

$$\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ^}$$

大概是这个样子：

选择反应装置的依据：反应物状态和反应条件。（固液常温）
选择收集装置的依据：气体的溶解性、密度。（二氧化碳密度大于空气，能溶于水）

长颈漏斗：
分液漏斗：控制反应速率。
漏斗插入液面以下（液封）的原因：防止生成的气体从漏斗逸出。

用块状大理石和石灰石而不是粉末状$\ce{CaCO3}$ 的原因：反应速率太快，不易收集。（反应物和生成物的接触面积过大）
用 $\ce{HCl}$ 而不是 $\ce{H2SO4}$ 的原因：会生成微溶于水的 $\ce{CaSO4}$ ，盖在大理石的表面，阻碍大理石与 $\ce{H2SO4}$ 的反应。
用稀盐酸而不是浓盐酸的原因：浓盐酸具有挥发性，使制得气体中含有 $\ce{HCl}$ 气体，导致制取出的二氧化碳不纯。

实验前要先检查气密性。
检验方法：能使澄清石灰水变浑浊，则生成的是二氧化碳。
验满方法：把燃着的木条（不是带火星的木条！！）放在瓶口（不是瓶内！），木条熄灭则满。