實驗室制取二氧化碳

張翠然

實驗室制取二氧化碳是初中化學的重點內容，也是中考考查的熱點。在實驗室如何制取二氧化碳呢？實驗中都有哪些注意事項呢？下面加以歸納。

[夯實基礎]

1.實驗藥品：稀鹽酸和大理石（或石灰石）。

2.反應原理：CaCO3 + 2HCl [? ? ? ? ? ? ? ? ] CaCl2 + H2O + CO2↑。

3.發(fā)生裝置：如圖1中的三組裝置均可作為實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置。

（1）選擇依據：反應物狀態(tài)和反應條件;

（2）各裝置特點：

圖1甲裝置簡單，但不便于添加稀鹽酸;

圖1乙裝置便于添加稀鹽酸，長頸漏斗的下端管口應伸到液面以下，防止二氧化碳從長頸漏斗逸出;

圖1丙裝置使用了分液漏斗，便于添加稀鹽酸，還可以通過控制滴加液體藥品的速率來控制反應速率;

4. 收集裝置：二氧化碳是一種能溶于水且與水反應、密度比空氣大的氣體，故應采用向上排空氣法收集，如圖2。

5. 操作步驟：連（連接儀器）→查（查氣密性）→裝（裝藥品）→收（收集氣體）→驗（驗滿）。

6. 檢驗方法：將生成的氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，則證明氣體是二氧化碳，化學方程式為：CO2 + Ca（OH）2 [? ? ? ? ? ? ? ? ] CaCO3↓+ H2O，如圖3。

7. 驗滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果燃著的木條熄滅，則說明二氧化碳已收集滿，如圖4。

[注意事項]

1. 藥品的選用：

（1）不能用濃鹽酸替代稀鹽酸，因為濃鹽酸有揮發(fā)性，會導致制取的氣體不純，生成的CO2中會混有氯化氫（HCl）氣體;

（2）不能用稀硫酸替代稀鹽酸，因為稀硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，會覆蓋在大理石的表面，阻礙反應的進行;

（3）不能用純碳酸鈣或碳酸鈉粉末替代大理石或石灰石，因為它們與稀鹽酸反應速率太快，不利于控制反應的速率及氣體的收集;

2.藥品的取用：

要用鑷子夾取石灰石或大理石，在裝入錐形瓶或大試管等時，要注意“一橫、二放、三慢豎”。

3. 制取裝置：

（1）在使用長頸漏斗時，長頸漏斗的下端管口應伸到液面以下，防止二氧化碳從長頸漏斗逸出，這樣就起到了液封的作用;

（2）導氣管不要伸入容器太長，更不能伸入液面以下，只需露出橡膠塞少許即可，以便導出氣體;

（3）收集氣體的導管應伸到集氣瓶底部，以利于收集到較純凈的氣體。

4. 檢驗氣體：

不能用燃著的木條檢驗收集的氣體是否為二氧化碳，因為能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳，還可能是氮氣等。

[實戰(zhàn)演練]

請你根據所學知識并結合圖5所示裝置，回答下列問題。

（1）指出標號儀器的名稱：①? ? ? ? ? ? ;

（2）實驗室制取二氧化碳藥品是? ? ? ? ? ，其反應的化學方程式為? ? ? ? ? ? ?，實驗開始之前應先? ? ? ? ? ? ? ?，然后再加藥品，且先加? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ，再加? ? ? ? ? ? 。

（3）A裝置中長頸漏斗必須伸入液面以下的原因是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?;

（4）裝置A與B都能用于制取二氧化碳氣體，你認為裝置B的優(yōu)勢是? ? ? ? ? ? ? ?;

（5）用D裝置收集二氧化碳時，檢驗氣體收集滿的方法是? ? ? ? ? ? ? ?。欲制得干燥的二氧化碳，還需將氣體通過盛有? ? ? ? ? ? ? ?（填藥品名稱）的洗氣瓶G;集滿二氧化碳的集氣瓶應? ? ? ? ? ? ? ?（填“正”或“倒”）放在桌面上。若用G裝置收集二氧化碳，應從? ? ? ? ? ? ? ?（填“a”或“b”）通入。

答案：（1）酒精燈 （2）稀鹽酸和大理石（石灰石）? ? CaCO3 + 2HCl [? ? ? ? ? ? ? ? ] CaCl2 + H2O + CO2↑ 檢查裝置的氣密性 固體藥品 液體藥品 （3）防止氣體從長頸漏斗逸出 （4）便于添加稀鹽酸，還可以控制反應的速率 （5）用燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明二氧化碳收集滿? ? 濃硫酸? ? 正 a