在标准状况下,一氧化碳(carbon monoxide, CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。相对分子质量为28.01,密度1.25g/l,冰点为-205.1℃,沸点-191.5℃。在水中的溶解度甚低,极难溶于水。与空气混合爆炸极限为12.5%~74.2%。
一氧化碳进入人体之后极易与血液中的血红蛋白结合,产生碳氧血红蛋白,进而使血红蛋白不能与氧气结合,使人缺氧,严重时死亡。在冶金、化学、石墨电极制造以及家用煤气或煤炉、汽车尾气中均有CO存在。
化学性质有:可燃性和还原性和毒性
一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能进一步被氧化成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳。化学方程式:
燃烧时发出蓝色的火焰,放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。
实验室一般使用浓硫酸催化或加热草酸分解并用氢氧化钠除掉二氧化碳制得一氧化碳,具体反应如下:
一氧化碳作为还原剂,高温或加热时能将许多金属氧化物还原成金属单质,因此常用于金属的冶炼。如:将黑色的氧化铜还原成红色的金属铜,将氧化锌还原成金属锌:
这里特别提示:除非是严格防护下制备Ni(CO)₄,否则不得使用CO还原NiO,因为会反应生成剧毒的Ni(CO)₄
在炼铁炉中可发生多步还原反应:一氧化碳还原氧化铁
注意:一氧化碳常温下化学性质稳定,但是仍然可以一些参与反应,但是特别注意,单纯的高锰酸钾溶液不能与一氧化碳反应。
用途:
用于制甲酸钠,在冶金工业中作还原剂。
CO+NaOH==高温高压==HCOONa
用于做气体燃料,如水煤气
一氧化碳的物理性质
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
一氧化碳的化学性质
化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质:①可燃性 ②还原性)
1)可燃性:2CO+O2点燃2CO2 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度)
H2和O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。
CH4和O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。
鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:H2与CO 的混合气体 C + H2O=高温= H2 + CO)
2)还原性:
CO+CuO =△ =Cu+CO2 (非置换反应)? ? ? ?应用:冶金工业
现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。)
一氧化碳除杂方法
CO[CO2] 通入石灰水或氢氧化钠溶液: CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO =△= Cu+CO2
CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸) CaCO3=高温=CaO+CO2↑
注意:检验CaO是否含CaCO3加盐酸 :CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)
一氧化碳的用途
用于制甲酸钠,在冶金工业中作还原剂。
CO+NaOH==高温高压==HCOONa
工业还原氧化铁(制备铁)用于做气体燃料,如水煤气(一氧化碳和氢气等气体的混合物)。
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防护措施
家庭防护:冬季取暖季节,应宣传普及预防知识,防止生活性一氧化碳中毒事故的发生。
公共防护:在生产场所中,应加强自然通风,防止输送管道和阀门漏气。有条件时,使用或可能产生一氧化碳的生产装置,家庭、公共场所等应在适当位置安装一氧化碳报警设备。矿井放炮后,应严格遵守操作规程,必须通风20分钟后方可进入工作。进入一氧化碳浓度较高的环境内,须戴供氧式防毒面具进行操作。
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器、一氧化碳过滤式自救器。
眼睛防护:一般不需特殊防护,接触高浓度一氧化碳时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其他防护:工作现场严禁吸烟。实行就业前和定期的体检。避免吸入高浓度一氧化碳。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业,须有人监护。