有关二氧化碳的趣味实验

1选修课：游戏中的化学，第二节有趣的二氧化碳一、二氧化碳的性质：二氧化碳是空气中常见的化合物，其化学式为为CO₂，一个二氧化碳分子由两个氧原子与一个碳原子通过共价键构成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，与水反应生成碳酸。固态二氧化碳压缩后俗称为干冰。二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源。1、简介二氧化碳（)中文别名：碳酸气；碳酸酐；碳酐；干冰英文名称：Carbonicacidgas;Carbondioxide;dryice[1]别名：碳酸气相对密度：1.101（-37℃）沸点（摄氏度）：-78.5（0.52MPa）[3]熔点（摄氏度）：-56.6(升华）相对分子质量：44收集方法：因其密度比空气大，且与水反应生成碳酸，所以常用向上排空气法收集二氧化碳。二氧化碳微溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数为1%时，感到气闷，头昏，心悸；4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡。空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。2、特点：没有闪点，不可燃，不助燃（镁带在二氧化碳内燃烧生成碳与氧化镁）；无色无味，无毒性。固态二氧化碳压缩后又叫干冰，零下75干冰升华，可以吸收周围的热量，使周围水汽凝结，就生成了一种云雾缭绕的景象，同时周围温度迅速降低，因此干冰常用于低温保存物品。常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸（碳酸饮料基本原理）使紫色石蕊溶液变红，可以使澄清的石灰水（Ca(OH）₂）变浑浊，做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的实验都可以用到。还可以支持镁带燃烧。3、物质用途二氧化碳可注入饮料中，增加压力，使饮料中带有气泡，增加饮用时的口感，像汽水、啤酒均为此类的例子。固态的二氧化碳（或干冰）在常温下会气化，吸收大量的热，因此可用在急速的食品冷冻。二氧化碳的重量比空气重，不助燃，因此许多灭火器都通过产生二氧化碳，利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火，除上述特性外，更有灭火后不会留下固体残留物的优点。但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO2来灭火，因为：2、、二氧化碳也可用作焊接用的保护气体，其保护效果不如其他稀有气体（如氩），但价格相对便宜许多。二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。二氧化碳是植物光合作用的主要碳源，可以用作植物温室的气体肥料和水草缸水族箱的肥料。二氧化碳可用来酿酒，二氧化碳气体创造一个缺氧的环境，有助于防止细菌在葡萄生长。二氧化碳可控制pH值，游泳池加入二氧化碳以控制pH值，加入二氧化碳从而保持pH值不上升。二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。4、常用关于二氧化碳的化学方程式：碳在充足的氧气中燃烧：煤气工作原理：天然气工作原理：实验室用大理石和盐酸制取二氧化碳：熟石灰检验二氧化碳：向澄清的石灰水加入二氧化碳，会使澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙沉淀：如果二氧化碳过量会有：二氧化碳会使烧碱变质：如果二氧化碳过量：即：二氧化碳和金属镁反应：与水反应：由于碳酸很不稳定，容易分解：工业制法：高温煅烧石灰石：实验室制法：二氧化碳与一氧化碳的互相转化：3碳还原氧化铜：二、课堂实验1、自制汽水汽水是由矿泉水或经过煮沸、紫外线照射消毒后的饮用水，充以二氧化碳制成的。属于含二氧化碳的碳酸饮料。工厂制作汽水是通过加压的方法，使二氧化碳气溶解在水里。汽水中溶解的二氧化碳越多，质量越好。市场上销售的汽水，大约是1体积水中溶有l体积～4.5体积二氧化碳。有的汽水中除含二氧化碳外，还加入适量白糖、果汁和香精。二氧化碳从体内排出时，可以带走一些热量，因此喝汽水能解热消渴。喝冰镇汽水时，由于汽水的温度更低，溶解的二氧化碳更多（0℃时，二氧化碳的溶解度比20℃时大1倍），有更多的二氧化碳要从体内排出，能带走更多的热量，所以更能降低肠胃的温度。因此，千万不能大量饮用冰镇汽水，以免对肠胃产生强烈的冷刺激，引起胃痉挛、腹痛，甚至诱发肠胃炎。此外，过量的汽水会冲淡胃液，降低胃液的消化能力和杀菌作用，影响食欲，甚至加重心脏、肾脏负担，引起身体不适。在实验室和家庭中也可以自制汽水。用品：食盐、醋、小苏打、柠檬酸、果汁、水、干净的矿泉水瓶步骤：1、取一个洗刷干净的汽水瓶，瓶里加入占容积80%的冷开水。2、再加入白糖及少量果味香精，或者果汁3、加入2g食用小苏打（碳酸氢钠），搅拌溶解。4、迅速加入食醋5ml（或2g柠檬酸），并立即将瓶盖压紧，使生成的气体不能逸出，而溶解在水里。5、将瓶子放置在冰箱中降温。取出后，打开瓶盖就可以饮用。用到的化学反应：碳酸氢钠俗称小苏打，化学式：NaHCO3，与酸反应生成新盐，水，二氧化碳2、快乐的葡萄干用品：醋、小苏打、水、玻璃棒、玻璃杯、葡萄干步骤：1、准备多半杯清水，放入几粒葡萄干，葡萄干马上沉底。2、往杯子里加入2勺小苏打，搅拌使它溶解。43、再向被子里加入两勺食醋，过一会儿你会发现葡萄干浮上来，而且还会上上下下地快乐地跳着舞。3、学生实验设计：会跳舞的鸡蛋：如何将沉在水底的鸡蛋浮在水面？请写出实验步骤以及原理。用品：食盐、醋、小苏打、水、玻璃棒、玻璃杯、鸡蛋4、演示实验薄荷糖可“让可乐飞”，沸腾饮料用品：可乐、雪碧、蔓妥思薄荷糖生物化学专家认为，碳酸饮料和啤酒当中都溶解了大量的二氧化碳气体，在静止状态下，这些气体保持着平衡状态。当有外界物质或外力作用，原有的平衡被打破，饮料中的二氧化碳气体就会冒出来，剧烈摇晃过的可乐和啤酒能冒出大量气泡就是这个原理。一般可乐和啤酒中的二氧化碳气体释放比较缓慢，而薄荷糖中的主要成分有阿拉伯胶和结冷胶等食品添加剂(主要作用是提高口香糖的粘度和柔软度)，很可能是这两种食品添加剂一方面加速了饮料中二氧化碳的释放，另一方面和饮料发生反应，产生更多的二氧化碳气体，在瞬间释放出来，引起饮料发生喷涌。5、有关二氧化碳的趣味实验1．瓶吞鸡蛋小明同学设计了一个有趣的化学实验：要将一个比广口瓶瓶口稍大的鸡蛋完整地放入瓶中，先将鸡蛋浸在10%的醋酸中，等鸡蛋壳变软后，取出鸡蛋，向广口瓶中加入足量的Ca(OH)2溶液，再倒入足量的CO2，迅速将鸡蛋的小头堵住瓶口，振荡广口瓶，鸡蛋很快被瓶吞入。请你分析其原因：__________________。2.浮起来的气球在大烧杯里有红、蓝两只彩色气球，红色气球内充有CO2，蓝色气球内充有空气，两只气球在杯底。将一瓶CO2气体缓缓地倾倒入大烧杯中，发现其中的一只气球竟浮起来，用手轻轻将其按下，手一松，气球又会上浮，十分有趣。请你分析回答：_____________色气球浮起来了，其原因是______________。3．被戏弄的蜡烛5将一支燃烧的蜡烛固定在烧杯底部，向其中加入一定量的鸡蛋壳，然后再沿烧杯内壁注入适量的稀盐酸（不让盐酸淹没蜡烛），观察到蜡烛火焰熄灭，这个实验说明二氧化碳的具有的性质是：①__________________________；②____________________；③_______________________________。利用二氧化碳的这些性质，可以用二氧化碳来______________________________________。1、【分析】该题是将物理学科中的压强与化学原理紧密结合在一起。蛋壳的主要成分是CaCO3，能与醋酸（家用食醋的主要成分）反应生成可溶于水的物质而使蛋壳变软。瓶中的CO2与NaOH溶液反应，使瓶内的压强低于外界大气压强，鸡蛋就被“吞”入瓶内。2、【分析】本题应用的是物理学科中的浮力知识，因为CO2的密度比空气大，所以蓝色气球浮起来。3、【分析】鸡蛋壳中含有碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳。二氧化碳还能与氢氧化钙反应生成碳酸钙，使瓶内气压减小，所以比瓶口稍小软壳蛋会落进瓶中。二氧化碳密度比空气大，既不能燃烧，也不能支持燃烧，可用来灭火。3、会跳舞的鸡蛋【分析】鸡蛋壳中含有碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳。生成的二氧化碳气泡附着在鸡蛋壳的表面，增大了鸡蛋的体积，使鸡蛋受到的浮力增大，所以鸡蛋会上浮，鸡蛋到液面后，表面的气泡破灭，体积变小，浮力变小，鸡蛋就会下沉，这样，鸡蛋就会上浮、下沉循环往复。