實驗室制取二氧化碳精講

唐璐

實驗要點

1.實驗藥品

（1）不能用純碳酸鈣粉末或碳酸鈉（Na2CO3）粉末等代替塊狀大理石或石灰石，原因：它們與稀鹽酸反應速率太快，不容易控制反應和收集氣體，而且成本較高。

（2）不能用稀硫酸代替稀鹽酸，原因：若是用稀硫酸代替稀鹽酸，會發(fā)生反應CaCO3 + H2SO4 [? ? ? ? ? ? ] CaSO4 + H2O + CO2↑，生成的硫酸鈣微溶于水，未能溶解的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣表面，阻礙反應繼續(xù)進行。

（3）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，原因：濃鹽酸具有較強的揮發(fā)性，若用濃鹽酸代替稀鹽酸，會導致收集到的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體。

2.實驗裝置

（1）發(fā)生裝置的選擇：固液常溫型裝置。由于反應物是塊狀大理石或石灰石（固體）與稀鹽酸（液體）反應，且反應不需要加熱，因此實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置應與實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的裝置相同。（如圖1）

注意：①根據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置；②使用長頸漏斗時，長頸漏斗下端管口應伸入液體中，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出；③導管稍露出橡皮塞即可，防止空氣不能排凈，使收集的氣體不純。

（2）收集方法的選擇：因二氧化碳能溶于水，故不能用排水法。又因二氧化碳的密度比空氣的密度大，故可用向上排空氣法收集。（如圖2）

3.實驗步驟

（1）檢：檢查裝置的氣密性。（2）裝：從錐形瓶口裝大理石（或石灰石），塞緊塞子。（3）加：從長頸漏斗（或分液漏斗）加入稀鹽酸。（4）收：收集氣體。

4.檢驗與驗滿

（1）二氧化碳氣體的檢驗：將生成的氣體通入盛有澄清石灰水的試管中，若澄清石灰水變渾濁，則證明生成的氣體是二氧化碳。

（2）二氧化碳氣體的驗滿：將一根燃著的木條放在集氣瓶瓶口，若木條立即熄滅，則證明瓶內(nèi)已收集滿二氧化碳氣體。

實驗拓展

1.發(fā)生裝置的替代

固液常溫型裝置中，可用大試管、廣口瓶、平底燒瓶等來代替錐形瓶，長頸漏斗可用分液漏斗、注射器等來代替。

2.“隨開隨停”裝置

用如圖3裝置制取二氧化碳氣體時，塊狀大理石或石灰石（固體藥品）應放在多孔隔板上（即a處），稀鹽酸（液體）從長頸漏斗中加入。

原理：當關(guān)閉活塞時，生成的氣體無法排出，則裝置內(nèi)氣體變多，壓強變大，將液體壓回到長頸漏斗中，試管中的液面下降，當液面低于多孔隔板時，固體與液體分離，反應停止；當打開活塞后，氣體排出，裝置內(nèi)壓強變小，在外界大氣壓的作用下，長頸漏斗中的液體流入裝置內(nèi)，當液面高于多孔隔板時，固體與液體又重新接觸，反應又能繼續(xù)進行，故該裝置的優(yōu)點是可控制反應隨時開始和停止。

能力提升

例1 （2023·湖南·岳陽）某同學利用大理石與稀鹽酸反應來制取并收集二氧化碳氣體，請幫他完成下面的部分實驗報告。

綜合實踐

例2 根據(jù)圖5回答有關(guān)問題。

（1）圖甲是小組同學組裝的實驗室制取二氧化碳氣體的發(fā)生裝置，該裝置的優(yōu)點是 ；為了解裝置具有該優(yōu)點的原因，他們在裝置甲中連接壓強傳感器（如圖乙），從而測定實驗中試管內(nèi)氣體壓強變化的情況（如圖丙）。下列說法正確的是（填序號）。

Ⅰ. ab段試管中液面逐漸上升

Ⅱ. bc段石灰石與稀鹽酸脫離接觸

Ⅲ. c點的對應操作是打開活塞