一氧化碳与二氧化碳的比较和鉴别

吕念

一氧化碳与二氧化碳均为碳元素的氧化物，二者既有相似性又有差异性。本文阐述其相似性和差异性进行对比分析和归纳鉴别方法。

一、一氧化碳与二氧化碳的比较

1.一氧化碳与二氧化碳的相似性

（1）一氧化碳与二氧化碳均为碳元素的氧化物，其中，氧元素的化合价均为-2价。

（2）一氧化碳与二氧化碳均为无色、无味的气体。

（3） 一氧化碳与二氧化碳均属于无机化合物。

2.一氧化碳与二氧化碳的差异性

（1）化学式差异：一氧化碳的化学式为CO，二氧化碳的化学式为CO2。

（2）碳元素的化合价差异：一氧化碳中碳元素为+2价，二氧化碳中碳元素为+4价。

（3）密度差异：在标准状况下，一氧化碳的密度为1.25 g/L（比空气略轻）;二氧化碳的密度为1.96 g/L（比空气重）。

（4）溶解性差异：一氧化碳难溶于水（在通常状况下，1体积水能溶解0. 02体积的一氧化碳），二氧化碳能溶于水（在通常状况下.1体积水能溶解1体积的二氧化碳）。

（5）毒性差异：一氧化碳有毒（一氧化碳进人人体后会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去与氧气结合的能力，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡）;二氧化碳无毒，但二氧化碳能引起温室效应。

（6）生成条件差异：碳在空气中燃烧，空气（氧气）不足时，碳不完全燃烧生成一氧化碳：空气（氧气）足量时，碳完全燃烧生成二氧化碳。

（7）可燃性差异：一氧化碳具有可燃性，在点燃条件下，一氧化碳能在空气或氧气中燃烧：

2CO+ O=点燃=2CO2产生蓝色火焰;二氧化碳不能燃烧。

（8）还原性差异：一氧化碳具有还原性，在高温条件下CO能够将某些金属氧化物还原为金属单质，例如： 二氧化碳没有还原性。

（9）与水反应的性质差异：二氧化碳能与水发生化合反应生成H2CO3：

CO2+ H2O =H2CO3一氧化碳不能与水反应。

（10）通入紫色石蕊溶液中的现象差异：将二氧化碳通人紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液变红色（这是因为CO2与水反应生成了H2CO3，H2CO3使紫色石蕊溶液变红色）;将一氧化碳通人紫色石蕊溶液中，无明显现象产生。根据这一性质差异，可用紫色石蕊溶液鉴别二氧化碳和一氧化碳。

（11）与碱反应的性质差异：二氧化碳能与碱反应生成盐和水，如：

CO2 +2NaOH =Na2CO3+ H2O一氧化碳不能与碱反应。

（12）通人澄清石灰水中的现象差异：将少量二氧化碳通入澄清石灰水中，能够产生浑浊，其反应的化学方程式为：

CO2 +Ca（ OH）2 =CaCO3↓+H2O将一氧化碳通入澄清石灰水中，无明显现象产生。根据这一性质差异，可用澄清石灰水鉴别二氧化碳和一氧化碳。

（13）通入Ba（ OH）：溶液中的现象差异：将少量二氧化碳通入Ba（ OH）2溶液中，能够产生浑浊，其反应的化学方程式为：

C02 +Ba（ OH）2 =BaCO3 ↓+H2O将一氧化碳通人Ba（ OH）2溶液中，无明显现象产生。根据这一性质差异，可用Ba（ OH）2溶液鉴别二氧化碳和一氧化碳。

（14）与金属氧化物反应的性质差异：在常温下二氧化碳能与某些金属氧化物发生化合反应生成盐，如：

Na2O+ CO2 =Na2CO3而在常温下一氧化碳不能与金属氧化物发生化合反应。

（15）与碳单质反应的差异：在高温条件下，二氧化碳能够与碳单质反应生成一氧化碳：

CO2 +C=高温=2CO而一氧化碳与碳单质不反应。

（16）与碳酸盐反应的差异：二氧化碳能与碳酸盐和水反应生成相应的碳酸氢盐，例如：

CaCO3 +CO2+ H2O =Ca（ HCO3）2正因如此，将CO2通入澄清石灰水中产生浑浊，继续通人过量的CO2，沉淀溶解又变为澄清溶液。而一氧化碳与碳酸盐不反应。

（17）用途差异：一氧化碳主要用作燃料，冶炼金属的还原剂：二氧化碳主要用于冷藏食品，作制冷剂、灭火剂、气体肥料、化工原料，制碳酸饮料，干冰用于人工降雨等。

二、一氧化碳与二氧化碳的鉴别

1.称量法

将2个相同的分别盛满2种气体的集气瓶进行称量，质量大的一瓶所盛气体是二氧化碳，质量小的一瓶所盛气体是一氧化碳。

2.燃烧法

将燃着的木条分别伸人盛满2种气体的2个集气瓶中，瓶中气体能够燃烧者是一氧化碳，瓶中气体能使木条火焰熄灭者是二氧化碳。

3.氧化铜法

分别将2种气体通过灼热的氧化铜，氧化铜由黑色变成红色者是一氧化碳，若氧化铜黑色不变者是二氧化碳。

4.澄清石灰水法

向2个分別盛满2种气体的集气瓶中滴入澄清石灰水，能使石灰水变浑浊者是二氧化碳，无明显现象者是一氧化碳。

5.石蕊溶液法

将2种气体分别通人紫色石蕊中，能使紫色石蕊溶液变红者是二氧化碳，无明显现象者是一氧化碳。

（收稿日期：2022 - 03 - 05）