實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳新方法

夏立先

實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的傳統(tǒng)方法為：用塊狀石灰石與稀鹽酸反應(yīng)。教師、教輔都強(qiáng)調(diào)，不能用石灰石與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，原因是二者反應(yīng)生成的硫酸鈣是微溶物，覆蓋在石灰石表面，阻止了后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行。事實(shí)果真如此嗎？ 經(jīng)試驗(yàn)，塊狀石灰石不宜與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，但粉狀石灰石卻宜與稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳，并且通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，稀硫酸可替代稀鹽酸制取二氧化碳。具體情況如下。

一、實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1所示）

二、實(shí)驗(yàn)步驟

稱取2 g粉狀石灰石，加入錐形瓶中，向分液漏斗中加入20 mL 2 mol·L-1鹽酸（或20 mL

1 mol·L-1硫酸溶液），按上述裝置連接好后，打開(kāi)分液漏斗活塞，將酸液快速全部放出后關(guān)閉活塞，不斷振蕩錐形瓶至反應(yīng)完畢，產(chǎn)生的二氧化碳收集到礦泉水瓶中。反應(yīng)結(jié)束后，將伸入礦泉水瓶中的橡皮管取出，在水下擰緊礦泉水瓶蓋，移出水面后正立，打開(kāi)瓶蓋，用滴定管向礦泉水瓶中滴水至充滿水，記錄滴入水的體積，再減去20 mL，即為收集到的二氧化碳體積。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表1，23℃測(cè)定）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)粉狀石灰石質(zhì)量酸液體積及濃度產(chǎn)生氣體速率收集到二氧化碳體積

12 g20 mL 2 mol·L-1鹽酸較快336 mL

22 g20 mL 2 mol·L-1鹽酸較快337 mL

32 g20 mL 1 mol·L-1硫酸較快298 mL

42 g20 mL 1 mol·L-1硫酸較快298.5 mL

2.數(shù)據(jù)分析

從收集到的二氧化碳體積可知，用稀硫酸比用稀鹽酸產(chǎn)生的二氧化碳要少約10%，說(shuō)明有約10%碳酸鈣受到硫酸鈣的覆蓋。總的來(lái)說(shuō)，二者相差不大。

四、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

1. 粉狀石灰石易得。普通建材商店多有出售，它的俗名叫“老粉”，與膠水混合后可用來(lái)粉飾墻壁。

2. 粉狀石灰石價(jià)格低廉，每包（25 kg）10元。

3.用稀硫酸制取的二氧化碳純度比較高，不需要除雜。

4.制取同樣多的二氧化碳，使用硫酸的價(jià)格比鹽酸的要便宜得多。

5.制取二氧化碳的速率可通過(guò)滴入酸的速率及酸的濃度進(jìn)行控制。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及啟示

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，完全可以用粉狀石灰石與稀硫酸反應(yīng)制取。

啟示：物質(zhì)的顆粒大小，影響物質(zhì)的性質(zhì)；改變物質(zhì)的顆粒大小，可以改變物質(zhì)的某些性質(zhì)。

（收稿日期：2014-07-15）