設計同一裝置進行ＣＯ２的兩種不同實驗

馬一嵐

二氧化碳是初中化學中常見的一種重要氣體，二氧化碳的實驗室制法及其性質鑒定是初中化學實驗的重點內容，也是歷年中考的熱點內容。以下所示裝置圖是筆者在實驗教學中，所設計的用同一裝置進行二氧化碳的兩種不同實驗的設計方案。通過這樣的裝置改進和進行綜合實驗后，不僅提高了學生的動手能力和觀察能力，而且使學生在實驗中能充分地挖掘出自身潛能，勇于探索和想象，敢于分析和推理。

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實驗一：實驗室制取干燥、純凈的CO₂氣體

推理：實驗室用石灰石或大理石與稀鹽酸反應來制取CO₂，在反應過程中，便會使生成的CO₂氣體中混有少量HCl氣體和水蒸氣，所以就得想辦法除掉上述的少量氣體雜質且又不能引入新雜質。因而除掉HCl氣體選用NaHCO₃溶液，除掉H₂O蒸氣選用濃H₂SO₄，并且這兩個步驟先后順序不能顛倒。

解析：1．A裝置是CO₂氣體的發生裝置。該裝置中的固體藥品是石灰石或大理石，液體藥品是從長頸漏斗中注入的稀HCl，該裝置發生化學反應的方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O。

2．B裝置是CO₂氣體的凈化裝置。該裝置中盛有NaHCO₃溶液，用于吸收HCl氣體，該裝置中發生化學反應的方程式為NaHCO₃+HCl＝NaCl+CO₂↑+H₂O。

3．C裝置是CO₂氣體干燥裝置。該裝置中液體物質是濃H₂SO₄，利用濃H₂SO₄的強吸水性來吸收水蒸氣。

4．D裝置是CO₂氣體收集裝置。A裝置產生的氣體通過 B、C裝置先后凈化后，便能在D裝置中收集到純凈、干燥的CO₂氣體。

實驗二：CO₂氣體的制取及其性質鑒定

推理：CO₂氣體的制取用石灰石或大理石與稀鹽酸反應來制取；CO₂氣體的檢驗用澄清石灰水來證明；CO₂氣體與水反應生成H₂CO₃的鑒定用紫色石蕊試液來證明；CO₂氣體不能燃燒、不支持燃燒且密度比空氣大的鑒定方法用高低兩層燃著的蠟燭在倒入CO₂氣體后，下層蠟燭先熄滅而上層蠟燭后熄滅的實驗來證明。

解析：1．A裝置是CO₂氣體的發生裝置。該裝置中的固體藥品是石灰石或大理石，液體藥品是從長頸漏斗中注入的稀HCl，該裝置發生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O。

2．B裝置是CO₂氣體的檢驗裝置。該裝置中液體物質是澄清石灰水，A裝置中產生的氣體通入后，使該裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明該氣體為CO₂氣體，該裝置中發生反應的化學方程式為Ca(OH)2+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。

3．C裝置為CO₂氣體與水反應的鑒定裝置。該裝置中液體物質是紫色石蕊試液，CO₂氣體通入后，使紫色石蕊試液變紅，證明CO₂氣體能與水反應生成H₂CO₃，因為酸遇石蕊變紅色。該裝置發生反應的化學方程式為CO₂+H₂O=H₂CO₃。石蕊（主要成分用HL表示）在水溶液里發生電離：HL?葑H+＋L-（HL顯紅色，L-顯藍色），在酸性溶液里，CH+增加，上述電離平衡向左移動，紅色的HL是存在的主要形式，所以溶液顯紅色。

4．D裝置是CO₂氣體的收集裝置。該裝置收集到的氣體是由A裝置產生的CO₂氣體與B、C裝置溶液反應達到飽和后又分解出的CO₂氣體。

5．E裝置是CO₂氣體滅火原理的鑒定裝置。用傾倒法使該裝置中的下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，從而證明了CO₂氣體不能燃燒、也不支持燃燒且密度比空氣大的性質。

（作者單位：甘肅省西和縣第一中學）