實驗室制取二氧化碳

謝芳

要點提煉

1.裝置氣密性的檢查方法（如圖1）：

用彈簧夾夾緊橡皮管，通過長頸漏斗向錐形瓶內加水，直至水浸沒長頸漏斗下端管口，繼續(xù)加水，若長頸漏斗中形成一段穩(wěn)定的水柱，一段時間內液面不回落，則說明裝置的氣密性良好。

2.檢驗和驗滿（如圖2）：

（1）檢驗方法：將產生的氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，即證明該氣體是二氧化碳。

（2）驗滿方法：將一根燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，即說明二氧化碳氣體已收集滿。

3.注意事項：

（1）發(fā)生裝置的導管稍露出瓶塞即可，不能伸入過長；長頸漏斗的末端要伸入液面以下，以形成液封。

（2）用向上排空氣法收集二氧化碳時，導管要伸到接近集氣瓶底部位置，其目的是便于瓶中的空氣完全排出，使收集到的二氧化碳更純凈。

拓展提升

1.實驗藥品的選擇：大理石（或石灰石）和稀鹽酸。原則：氣體純凈、反應速率適中、藥品經濟環(huán)保、操作安全方便等。

（1）不選用碳酸鈉的原因：反應速率太快，不利于收集氣體。

（2）不選用稀硫酸的原因：生成微溶的硫酸鈣會包裹在大理石（或石灰石）表面，阻止反應的進行，導致產生的二氧化碳的量較少。

（3）不選用濃鹽酸的原因：濃鹽酸有較強的揮發(fā)性，會使生成的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純。

2.實驗裝置的選擇：

（1）發(fā)生裝置的選擇：取決于反應物的狀態(tài)和反應條件。實驗室制取二氧化碳應選擇“固液不加熱型”發(fā)生裝置，可選擇如圖3～6的裝置。

①圖3、圖4裝置的優(yōu)點：均可隨時添加液體，圖4裝置還具有節(jié)約藥品的優(yōu)點。

②圖5裝置的優(yōu)點：可控制反應的速率。

③圖6裝置的優(yōu)點：均可控制反應的發(fā)生和停止。注意：選擇該類發(fā)生裝置時，固體藥品必須是塊狀（或顆粒狀的）難溶性固體。

（2）收集裝置的選擇：取決于氣體在水中的溶解性和密度的大小。由于二氧化碳能溶于水，密度比空氣大，故一般采用向上排空氣法收集二氧化碳，可選擇如圖7～9的裝置。

①用圖8、圖9裝置收集二氧化碳時，由于二氧化碳的密度比空氣大，要將二氧化碳送到裝置低處。即：若用圖8裝置收集二氧化碳，氣體要從長導管通入；若用圖9裝置收集二氧化碳，氣體要從短導管通入。注意：用這兩種裝置收集二氧化碳，驗滿時一定要將燃著的木條放在另一端的導管口，而不是放在集氣瓶口。

探究應用

（2022·江西）根據(jù)圖10、圖11回答有關問題：

實驗室制取二氧化碳的化學方程式為________。圖10中，與裝置A相比，選用裝置B制取二氧化碳的優(yōu)點是________。將產生的二氧化碳通入圖11裝置，觀察到試紙Ⅰ不變色而試紙Ⅱ變紅，飽和澄清石灰水變渾濁，據(jù)玻璃管中的現(xiàn)象可知二氧化碳的化學性質是________；若試管中導管口有連續(xù)均勻的氣泡冒出，但飽和澄清石灰水未變渾濁的原因是________。

答案：CaCO₃+ 2HCl 〓〓 CaCl₂+ H₂O + CO₂↑ 可以控制反應速率 能與水反應生成酸 二氧化碳中混有氯化氫氣體（或鹽酸有揮發(fā)性等）