二氧化碳氣體加熱裝置的作用

A. 設計一個實驗,證明二氧化碳能產生溫室效應

【實驗用品】

集氣瓶、玻璃片、燒杯、梯形鐵片、噴霧瓶、酒精燈、橡皮塞（帶導管）。

雪碧、礦泉水瓶（質地較軟）、蠟燭枝陪（長短各幾支）、石蕊染色的乾燥小花、澄清石灰水。

【教學過程】

教師活動
學生活動
設計意圖

一、引入新課

（課件演示動畫）有人牽著一條狗走進爪哇的毒谷，狗暈倒了，人卻安然無恙；當人彎腰欲救狗時，人也暈倒了。這是為什麼呢？

[講述]這是二氧化碳所致。那麼二氧化碳具有哪些性質呢？本節課我們一起來探究一下。並板書課題。

[板書]二氧化碳的性質和用途。
學生觀看動畫。

學生回憶有關二氧化碳的知識，
並思考動畫中提出的問題。

①通過動畫這種形式激發學生的學習興趣。

②通過動畫提出問題，作為後面探究活動的切入點，激發學生的探究興趣。

二、學生實驗探究

教師安排學生實驗的內容，同時提醒操作的注意事項並巡查和指導學生進行探究實驗。

（學生探究完，匯報交流後用大屏幕展示。）

1、物理性質：通常情況下，二氧化碳是一種無色、無味的氣體，可溶於水（1:1），密度比空氣大。

2、化學性質：

①不能燃燒，一般也不支持燃燒。
學生在老師的指導下分組實驗：

（學生探究內容詳見附件2）

學生實驗1
觀察一瓶二氧化碳的顏色、狀態並聞其氣味。

學生實驗2 教材[實驗6-4]

學生實驗3 教材[實驗6-5]

（學生探究完畢，填好相關《實驗報告》並匯報交流，得出二氧化碳的有關性質。）
學習科學實驗方法，進行觀察記錄，並初步學習分析實驗現象。

[過渡]二氧化碳溶於水的過程中，有沒有發生化學變化呢？

（指導學生繼續探究，探究結束後匯報交流，再用大屏幕展示）

②二氧化碳與水反應生成不穩定的碳酸

CO2+H2O=H2CO3

H2CO3=H2O+CO2↑

（碳酸不穩定，易分解加熱時分解更快）

（引導學生分析回答課前動畫中的問題）

學生繼續進行探究實驗活動。

學生實驗4：詳見附件3

教材[實驗6-6]

學生探究結束後，匯報交流。

學生分析課前動畫中的問題。
培養學生的合作精神，學會從實驗中得出結論。

培養學生的口頭表達能力。

與課前所提問題猛消蠢相呼應，讓學生興趣持續保持。

[講述]生產汽水等碳酸飲料，就是利用二氧化碳能溶於水這一性質。（展示一瓶雪碧）你們能否設計一個實驗證明飲料中含有二氧化碳氣體呢？

（組織學生討論並請一位同學上台演示）

[講述]發生這一反應的原理就是二氧化碳與石灰水反應生成了白色的碳酸鈣沉澱的緣故。（用大屏幕展示）

③二氧化碳與石灰水的反應

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

常用此反應來檢驗或鑒定二氧化碳。
①學生思考，參與班級的討論與評價。

②積極思維，大膽設想，各抒己見。

③上台演示實驗，證明自己的猜想。
引導學生主動參與，自己設計實驗，培養學生實驗探究能力。

及時科學地鼓勵評價學生，讓學生產生良好的情感情緒體驗。

體會化學就在我們生活中間，我們的生活離不開化學。

[多媒體播放]（詳見附件4）

乾冰是什麼？乾冰與二氧化碳是什麼關系？請同學們閱讀教材P115

二氧化碳還有哪些用途？繼續閱讀教材P116有關內容，看完後匯報交流。

（大屏幕展示）二氧化碳的用途

[過渡]二氧化碳有如此重要作用，是不是二氧化碳越多越好呢？

組織學生閱讀教材有關「溫室效應」內容，並思考如何防止「溫室效應」。

多媒體播放有關「溫室效應」的資料。

（詳見附件5）

[討論]：如何防止溫室效應？為了減緩溫室效應，作為學生我們該做些什麼？

（學生討論完畢，用大屏幕展示）

學生閱讀教材

學生閱讀教材

學生觀看、聆聽，

並思考和參與討論。
①運用現代信息技術，發揮多媒體的教學功能。

②培養學生看圖說文和閱讀教材的習慣。

③使學生感到環境問題就在我們身邊，與我們息息相關。強化環保的重要性和學生的環保意識。

[小結]引導學生對本課所學知識

進行小結（再用大屏幕展示）

（詳見附件1）
學生學會歸納，學會學習，使所學知識系統化。
使學生對知識進行整理使其條理化。

[課堂練習]（詳見附件6）
學生猜想、動手驗證，

並思考分析原因。
開拓學生視野，促進知識運用，加強學科間的聯系。

[布置作業]（詳見附件7）
課後完成本課練習。
及時鞏固，加強理解和記憶。

附件1

【板書設計】：（用大屏幕展示）

課題3 二氧化碳和一氧化碳

一、二氧化碳的性質及用途

1.物理性質：通常情況下，二氧化碳是一種沒有顏色、沒橋衫有氣味的氣體，能溶於水（1:1），密度比空氣大。

2.化學性質：①不能燃燒，一般也不支持燃燒。（不供給呼吸）

②與水反應生成不穩定的碳酸。

CO2+H2O=H2CO3

碳酸不穩定，易分解，加熱時分解更快。

H2CO3=CO2↑+H2O

③與石灰水的反應

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(利用此反應可鑒定二氧化碳氣體)

3.用途：①光合作用的原料；②氣體肥料；③滅火；④「乾冰」用作製冷劑和用於人工降雨；⑤化工原料。

4.溫室效應

⑴能產生溫室效應的氣體有：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟氯代烷等。

⑵減緩溫室效應的措施

①改變能源結構，減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料，更多地利用太陽能、風能等清潔能源。

②大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐，保護綠地等。

③節約紙張，不使用一次性的筷子等。

附件2：

附件3：學生實驗4

附件4：乾冰的利用及人工降雨

美國某地質勘探隊，有一次在勘探油礦時，他們用鑽探機往地下打孔，忽然從地下噴出一大堆像雪花一樣的固體。好奇的隊員上前滾雪球，結果手上起泡變黑。原來那「白雪」不是雪，而是一種名叫「乾冰」的物質。

「乾冰」不是冰，不是水凝結而成的，而是由無色氣體——二氧化碳通過降溫加壓變成的，所以，乾冰就是固態二氧化碳。乾冰升華時，吸收大量的熱，使周圍空氣溫度降低，而且沒有液體留下，因此可作製冷劑。如果用飛機從高空撒播乾冰，由於乾冰升華吸熱，空氣中的水蒸氣迅速冷凝變成水滴，於是就開始下雨了，這就是乾冰用於人工降雨的秘密。

附件5 溫室效應

在100多年前，空氣中的二氧化碳濃度基本保持在一個不變的值上。隨著工業化的發展，煤、石油、天然氣等燃料的大量燃燒，產生了大量的二氧化碳。再加上人口驟增，森林的不斷被砍伐，就使大氣中的二氧化碳含量不斷增加。我們人類的活動一方面大量消耗氧氣產生二氧化碳，另一方面又削弱轉化吸收二氧化碳的渠道，則自然界中氧氣和二氧化碳的平衡受到破壞，從而產生溫室效應。從1860年到1970年，大氣中二氧化碳的含量由0.028%增加到0.032%，且仍在繼續增加。根據電腦模擬預測，今後數十年中，二氧化碳將增加一倍，地球平均氣溫由原來的2 ℃，將升高3～5 ℃，兩極地區有可能升高10 ℃。氣溫升高將會使冰川融化，海平面升高。全世界的城市1/3在沿海，或離沿海60公里之內，有被海水吞沒的危險。台灣有關部門日前的一項研究報告指出，如果海平面上升1米，台灣將損失272平方公里的土地，台灣將有超過50萬人面臨威脅。可見「溫室效應」帶來的災難是全球性的。

為避免這一災難，人們動了很多腦筋。當然，對付二氧化碳的最好辦法莫過於有效地利用它，我國太原工業大學煤化工研究所近年來一直致力二氧化碳與甲烷重整，二氧化碳合成醇、二氧化碳合成甲酸等課題的研究。顯然，這是一個值得重視的克服能源危機和保護環境兩全其美、相得益彰的方法。

附件6 【課堂練習】

1、（猜猜看，做做看）如右上圖所示，點燃長短兩支蠟燭，再用一個大燒杯扣住，將觀察到的現象是：

[猜猜看，你預測的現象是]

①兩支蠟燭由低到高依次熄滅；[你的依據是]

②兩支蠟燭由高到低依次熄滅；[做做看，實驗結果看到]

③兩支蠟燭同時熄滅。[你的解釋是]

2、小明用如右下圖所示裝置進行「人體呼出的氣體中CO2是否比吸入的空氣中CO2含量多」的探究實驗。實驗操作及觀察到的現象如圖所示：

（1）根據實驗現象，小明得出的結論是 。

（2）寫出該實驗中澄清石灰水發生變化的化學方程式： 。

（3）小明想進一步了解人體呼出和吸入氣體中CO2含量變化的原因，通過查閱資料，知道這是由於在體內肺泡與血液、血液與組織細胞之間發生了 交換。

附件7 【鞏固練習】

1、向蔬菜溫室大棚里施放適量的二氧化碳，其目的是（ ）

A、使害蟲窒息死亡，有效防治病蟲害 B、避免發生火災

C、促進植物的光合作用 D、使溫室內的溫度穩中有升

2、檢驗某無色氣體是否是二氧化碳的方法是（ ）

A、將氣體通入紫色石蕊溶液中 B、將氣體從一個容器倒入另一容器中

C、將點燃的木條伸入集氣瓶中 D、將氣體通入澄清的石灰水中

3、兩支試管中各注入5 mL滴有石蕊試液的蒸餾水，通入二氧化碳氣體，然後一支加熱，另一支撒入少量的活性炭，其顏色變化為：①紅—紫—無②紫—紅—紫③紫—紅—無④無—紅—無；其中正確的是（ ）

A、①② B、②④ C、②③ D、①③

4、下列物質的用途中既利用了物質的物理性質，又利用物質的化學性質的是（ ）

A、二氧化碳用於滅火 B、石墨用作電極 C、乾冰用於人工降雨 D、焦炭用於冶金工業

5、為了保護我們人類賴以生存的地球，應該限制二氧化碳的排放量，以控制日趨嚴重的溫室效應。

（1）科學家採用「組分轉化」技術，將CO2和H2以一定比例混合在一定條件下反應，生成一種重要化工原料和水。反應的化學方程式為2CO2+6H2 =（ ）+4H2O，括弧內重要化工原料的化學式為 。

（2）為了減緩大氣中二氧化碳含量的增加，以下建議可行的是（填序號）

①大量植樹造林，禁止亂砍濫伐；

②禁止使用煤、石油、天然氣等化石燃料；

③更多地利用核能、太陽能、風能、地熱等。

6、17世紀，英國著名科學家普利斯特里為研究空氣的成分時，做了下列的實驗：用一個玻璃鍾罩將一根燃著的蠟燭和一隻實驗用的小老鼠一同扣上，一段時間後，蠟燭漸漸熄滅，小老鼠也開始抽搐；直至死亡。普利斯特里被這種現象所困擾，老鼠是否死於被污染的空氣？於是，他用處理後潔凈空氣重復了上述實驗，用來實驗的小老鼠同樣未能倖免於難！

B. 二氧化碳汽提塔的作用

CO2汽提塔是二氧化碳汽提法尿素裝置的4大重要高壓設備之一，在尿素生產中發揮著極其重要的作用，其運行的好壞直接關繫到裝置的產能、生產過程的安全和環保，以及裝置的長周期穩定經濟運行。筆者針對我公司2005年9月投料開車的1000t／d二氧化碳汽提法尿素裝置汽提塔的使用情況，就汽提塔腐蝕的影響因素以及生產控制過程中如何延長設備使用壽命等問題，作一簡單的分析與探討，以供同行交流。1汽提塔的作用二氧化碳汽提法尿素工藝中汽提塔的作用是在與尿素合成等壓條件下，通入二氧化碳氣體，在蒸汽加熱的條件下，將合成液中未脫水生成尿素的甲銨分解，並分離出其中大部分的游離二氧化碳和游離氨，返回高壓圈進行合成脫水反應生成尿素，從而提高尿素產率，降低消耗。

C. 實驗室製取二氧化碳的裝置

實驗室製取二氧化碳的裝置：

需要的發生裝置有錐形瓶250ml、量筒、燒杯、長頸漏斗，用集氣瓶來收集二氧化碳，可以選擇向上排空氣法。首先檢查裝置的氣密性，還需要准備大理石和稀鹽酸來發生反應，最後用燃著的木條來驗證二氧化碳是否收集滿。

選取：

所謂常用氣體的發生裝置和收集裝置與選取方法，實際上包含兩個層面的內容。第一個層面，是指常用氣體的發生裝置和收集裝置；第二層面，是指常見氣體的發生裝置和收集裝置的選取方法它們。第一個層面，常用氣體的發生裝置和收集裝置分別又分為兩種和三種。前者有「固體加熱型」和「固液常溫型」兩種裝置；後者有「排水法」、「向下排空氣法」和「向上排空氣法」三種裝置。

以上內容參考：網路-實驗室製取二氧化碳的裝置

D. 設計一個簡單的一次性完成的實驗裝置，驗證乙酸，碳酸和苯酚溶液的酸性強弱

裝置是一套二氧化碳氣體發生裝置（分液漏斗和圓底燒瓶，底部有酒精燈）和三版個試管，用權導管相連接
在圓底燒瓶中加入乙酸，分液漏斗中加入飽和碳酸鈉溶液
在第一個試管中加入澄清的石灰水，第二個試管中加入苯酚鈉，第三個試管中加入澄清的石灰水
打開酒精燈和分液漏斗活塞，讓飽和碳酸鈉溶液流入圓底燒瓶，製取二氧化碳
讓二氧化碳沿導管依次進入三個試管中。
現象：第一個試管中澄清石灰水變渾濁（證明產生二氧化碳）
第三個試管中澄清石灰水在一段時間內不變渾濁（證明二氧化碳被苯酚鈉吸收，證明碳酸與苯酚鈉反應，證明碳酸酸性強於苯酚）
加熱目的：降低二氧化碳溶解度，便於二氧化碳的溢出
飽和碳酸鈉作用：用於製取二氧化碳（若用碳酸氫鈉，反應過於激烈，故使用碳酸鈉）

E. 高中所有重要化學實驗及裝置作用,現象 如題

1.鎂條在空氣中燃燒：發出耀眼強光,放出大量的熱,生成白煙同時生成一種白色物質. 2.木炭在氧氣中燃燒：發出白光,放出熱量. 3.硫在氧氣中燃燒：發出明亮的藍紫色火焰,放出熱量,生成一種有刺激性氣味的氣體. 4.鐵絲在氧氣中燃燒：劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成黑色固體物質. 5.加熱試管中碳酸氫銨：有刺激性氣味氣體生成,試管上有液滴生成. 6.氫氣在空氣中燃燒：火焰呈現淡藍色. 7.氫氣在氯氣中燃燒：發出蒼白色火焰,產生大量的熱. 8.在試管中用氫氣還原氧化銅：黑色氧化銅變為紅色物質,試管口有液滴生成. 9.用木炭粉還原氧化銅粉末,使生成氣體通入澄清石灰水,黑色氧化銅變為有光澤的金屬顆粒,石灰水變渾濁. 10.一氧化碳在空氣中燃燒：發出藍色的火焰,放出熱量. 11. 向盛有少量碳酸鉀固體的試管中滴加鹽酸：有氣體生成. 12.加熱試管中的硫酸銅晶體：藍色晶體逐漸變為白色粉末,且試管口有液滴生成. 13.鈉在氯氣中燃燒：劇烈燃燒,生成白色固體. 14.點燃純凈的氯氣,用乾冷燒杯罩在火焰上：發出淡藍色火焰,燒杯內壁有液滴生成. 15.向含有C1-的溶液中滴加用硝酸酸化的硝酸銀溶液,有白色沉澱生成. 16.向含有SO42-的溶液中滴加用硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉澱生成. 17.一帶銹鐵釘投入盛稀硫酸的試管中並加熱：鐵銹逐漸溶解,溶液呈淺黃色,並有氣體生成. 18.在硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液：有藍色絮狀沉澱生成. 19.將Cl2通入無色KI溶液中,溶液中有褐色的物質產生. 20.在三氯化鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液：有紅褐色沉澱生成. 21.盛有生石灰的試管里加少量水：反應劇烈,發出大量熱. 22.將一潔凈鐵釘浸入硫酸銅溶液中：鐵釘表面有紅色物質附著,溶液顏色逐漸變淺. 23.將銅片插入硝酸汞溶液中：銅片表面有銀白色物質附著. 24.向盛有石灰水的試管里,注入濃的碳酸鈉溶液：有白色沉澱生成. 25.細銅絲在氯氣中燃燒後加入水：有棕色的煙生成,加水後生成綠色的溶液. 26.強光照射氫氣、氯氣的混合氣體：迅速反應發生爆炸. 27. 紅磷在氯氣中燃燒：有白色煙霧生成. 28.氯氣遇到濕的有色布條：有色布條的顏色退去. 29.加熱濃鹽酸與二氧化錳的混合物：有黃綠色刺激性氣味氣體生成. 30.給氯化鈉（固）與硫酸（濃）的混合物加熱：有霧生成且有刺激性的氣味生成. 31. 在溴化鈉溶液中滴加硝酸銀溶液後再加稀硝酸：有淺黃色沉澱生成. 32.在碘化鉀溶液中滴加硝酸銀溶液後再加稀硝酸：有黃色沉澱生成. 33.I2遇澱粉,生成藍色溶液. 34.細銅絲在硫蒸氣中燃燒：細銅絲發紅後生成黑色物質. 35.鐵粉與硫粉混合後加熱到紅熱：反應繼續進行,放出大量熱,生成黑色物質. 36.硫化氫氣體不完全燃燒（在火焰上罩上蒸發皿）：火焰呈淡藍色（蒸發皿底部有黃色的粉末）. 37.硫化氫氣體完全燃燒（在火焰上罩上乾冷燒杯）：火焰呈淡藍色,生成有刺激性氣味的氣體（燒杯內壁有液滴生成）. 38.在集氣瓶中混合硫化氫和二氧化硫：瓶內壁有黃色粉末生成. 39.二氧化硫氣體通入品紅溶液後再加熱：紅色退去,加熱後又恢復原來顏色.40.過量的銅投入盛有濃硫酸的試管,並加熱,反應畢,待溶液冷卻後加水：有刺激性氣味的氣體生成,加水後溶液呈天藍色.41.加熱盛有濃硫酸和木炭的試管：有氣體生成,且氣體有刺激性的氣味. 42.鈉在空氣中燃燒：火焰呈黃色,生成淡黃色物質. 43.鈉投入水中：反應激烈,鈉浮於水面,放出大量的熱使鈉溶成小球在水面上游動,有「嗤嗤」聲. 44.把水滴入盛有過氧化鈉固體的試管里,將帶火星木條伸入試管口：木條復燃. 45. 加熱碳酸氫鈉固體,使生成氣體通入澄清石灰水：澄清石灰水變渾濁. 46.氨氣與氯化氫相遇：有大量的白煙產生. 47. 加熱氯化銨與氫氧化鈣的混合物：有刺激性氣味的氣體產生. 48. 加熱盛有固體氯化銨的試管：在試管口有白色晶體產生. 49.無色試劑瓶內的濃硝酸受到陽光照射：瓶中空間部分顯棕色,硝酸呈黃色. 50.銅片與濃硝酸反應：反應激烈,有紅棕色氣體產生. 51.銅片與稀硝酸反應：試管下端產生無色氣體,氣體上升逐漸變成紅棕色. 52. 在硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸,有白色膠狀沉澱產生. 53.在氫氧化鐵膠體中加硫酸鎂溶液：膠體變渾濁. 54.加熱氫氧化鐵膠體：膠體變渾濁. 55.將點燃的鎂條伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中：劇烈燃燒,有黑色物質附著於集氣瓶內壁. 56.向硫酸鋁溶液中滴加氨水：生成蓬鬆的白色絮狀物質. 57.向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液：有白色絮狀沉澱生成,立即轉變為灰綠色,一會兒又轉變為紅褐色沉澱. 58. 向含Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液：溶液呈血紅色. 59.向硫化鈉水溶液中滴加氯水：溶液變渾濁.S2-+Cl2=2Cl2-+S↓ 60.向天然水中加入少量肥皂液：泡沫逐漸減少,且有沉澱產生. 61.在空氣中點燃甲烷,並在火焰上放乾冷燒杯：火焰呈淡藍色,燒杯內壁有液滴產生. 62.光照甲烷與氯氣的混合氣體：黃綠色逐漸變淺,時間較長,（容器內壁有液滴生成）. 63. 加熱（170℃）乙醇與濃硫酸的混合物,並使產生的氣體通入溴水,通入酸性高錳酸鉀溶液：有氣體產生,溴水褪色,紫色逐漸變淺. 64.在空氣中點燃乙烯：火焰明亮,有黑煙產生,放出熱量. 65.在空氣中點燃乙炔：火焰明亮,有濃煙產生,放出熱量. 66.苯在空氣中燃燒：火焰明亮,並帶有黑煙. 67.乙醇在空氣中燃燒：火焰呈現淡藍色. 68.將乙炔通入溴水：溴水褪去顏色. 69.將乙炔通入酸性高錳酸鉀溶液：紫色逐漸變淺,直至褪去. 70. 苯與溴在有鐵粉做催化劑的條件下反應：有白霧產生,生成物油狀且帶有褐色. 71.將少量甲苯倒入適量的高錳酸鉀溶液中,振盪：紫色褪色. 72.將金屬鈉投入到盛有乙醇的試管中：有氣體放出. 73.在盛有少量苯酚的試管中滴入過量的濃溴水：有白色沉澱生成. 74.在盛有苯酚的試管中滴入幾滴三氯化鐵溶液,振盪：溶液顯紫色. 75.乙醛與銀氨溶液在試管中反應：潔凈的試管內壁附著一層光亮如鏡的物質. 76.在加熱至沸騰的情況下乙醛與新制的氫氧化銅反應：有紅色沉澱生成. 77.在適宜條件下乙醇和乙酸反應：有透明的帶香味的油狀液體生成. 78.蛋白質遇到濃HNO3溶液：變成黃色. 79.紫色的石蕊試液遇鹼：變成藍色. 80.無色酚酞試液遇鹼：變成紅色. 這些都是基礎的,也比較常考,裝置太麻煩了,不好意思啊,我搞不出來.現象比較簡單,我就不羅嗦了.

F. 二氧化碳製取裝置

二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學式為CO2，化學式量為44.0095[1]，常溫常壓下是一種無色無味[2]或無色無嗅而其水溶液略有酸味[3]的氣體，也是一種常見的溫室氣體[4]，還是空氣的組分之一（佔大氣總體積的0.03%-0.04%[5]）。在物理性質方面，二氧化碳的熔點為-56.6℃，沸點為-78.5℃，密度比空氣密度大（標准條件下），溶於水。在化學性質方面，二氧化碳的化學性質不活潑，熱穩定性很高（2000℃時僅有1.8%分解），不能燃燒，通常也不支持燃燒，屬於酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因與水反應生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。[2][3]

二氧化碳一般可由高溫煅燒石灰石或由石灰石和稀鹽酸反應製得，主要應用於冷藏易腐敗的食品（固態）、作致冷劑（液態）、製造碳化軟飲料（氣態）和作均相反應的溶劑（超臨界狀態）等。[2]關於其毒性，研究表明：低濃度的二氧化碳沒有毒性，高濃度的二氧化碳則會使動物中毒。[6]

中文名
二氧化碳
外文名
carbon dioxide
別名
碳酸氣、碳酸酐、乾冰（固態）等[7]
化學式
CO2
分子量
44.0095[1]
快速
導航
分子結構

理化性質

產生途徑

制備方法

主要應用

計算化學數據

安全措施

相關法規
研究簡史
原始社會時期，原始人在生活實踐中就感知到了二氧化碳的存在，但由於歷史條件的限制，他們把看不見、摸不著的二氧化碳看成是一種殺生而不留痕跡的凶神妖怪而非一種物質。[10]
3世紀時，中國西晉時期的張華（232年－300年）在所著的《博物志》一書記載了一種在燒白石（CaCO3）作白灰（CaO）過程中產生的氣體，這種氣體便是如今工業上用作生產二氧化碳的石灰窯氣。[10]
17世紀初，比利時醫生海爾蒙特（即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）發現木炭燃燒之後除了產生灰燼外還產生一些看不見、摸不著的物質，並通過實驗證實了這種被他稱為「森林之精」的二氧化碳是一種不助燃的氣體，確認了二氧化碳是一種氣體；還發現燭火在該氣體中會自然熄滅，這是二氧化碳惰性性質的第一次發現。不久後，德國化學家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）對被他稱為「礦精（spiritus mineralis）」的二氧化碳氣體進行研究，首次推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。[10]
1756年，英國化學家布萊克（即約瑟夫·布萊克，Joseph Black，1728年－1799年）第一個用定量方法研究了被他稱為「固定空氣」的二氧化碳氣體，二氧化碳在此後一段時間內都被稱作「固定空氣」。[11]
1766年，英國科學家卡文迪許（即亨利·卡文迪許，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了「固定空氣」，並用物理方法測定了其比重及溶解度，還證明了它和動物呼出的和木炭燃燒後產生的氣體相同。[12]
1772年，法國科學家拉瓦錫（即安托萬-洛朗·拉瓦錫，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火鏡聚光加熱放在汞槽上玻罩中的鑽石，發現它會燃燒，而其產物即「固定空氣」。同年，科學家普里斯特利（即約瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究發酵氣體時發現：壓力有利於「固定空氣」在水中的溶解，溫度增高則不利於其溶解。這一發現使得二氧化碳能被應用於人工製造碳酸水（汽水）。[12]
1774年，瑞典化學家貝格曼（即托貝恩·奧洛夫·貝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其論文《研究固定空氣》中敘述了他對「固定空氣」的密度、在水中的溶解性、對石蕊的作用、被鹼吸收的狀況、在空氣中的存在、水溶液對金屬鋅、鐵的溶解作用等的研究成果。[11]
1787年，拉瓦錫在發表的論述中講述將木炭放進氧氣中燃燒後產生的「固定空氣」，肯定了「固定空氣」是由碳和氧組成的，由於它是氣體而改稱為「碳酸氣」。同時，拉瓦錫還測定了它含碳和氧的質量比（碳佔23.4503%，氧佔76.5497%），首次揭示了二氧化碳的組成。[10] [11]
1797年，英國化學家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年，[13] 又譯「台耐特」[14] 等）用分析的方法測得「固定空氣」含碳27.65%、含氧72.35%。[10]
1823年，英國科學家法拉第（即邁克爾·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）發現加壓可以使「碳酸氣」液化。同年，法拉第和戴維（即漢弗里·戴維，Humphry Davy，1778年－1829年，又譯「笛彼」）首次液化了「碳酸氣」。[15] [16] [17]
1834年或1835年，德國人蒂羅里爾（即阿德里安·讓·皮埃爾·蒂羅里爾，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又譯「蒂洛勒爾」、「狄勞里雅利」[18] 、「奇洛列」[19] 等）成功地製得乾冰（固態二氧化碳）。[20] [21]
1840年，法國化學家杜馬（即讓-巴蒂斯特·安德烈·杜馬，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把經過精確稱量的含純粹碳的石墨放進充足的氧氣中燃燒，並且用氫氧化鉀溶液吸收生成的「固定空氣」，計算出「固定空氣」中氧和碳的質量分數比為72.734：27.266。此前，阿伏伽德羅（即阿莫迪歐·阿伏伽德羅，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）於1811年提出了假說——「在同一溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。」化學家們結合氧和碳的原子量得出「固定空氣」中氧和碳的原子個數簡單的整數比是2：1，又以阿伏伽德羅於1811年提出的假說為依據，通過實驗測出「固定空氣」的分子量為44，從而得出「固定空氣」的化學式為CO2，與此化學式相應的名稱便是「二氧化碳」。[11]