排水法收集二氧化碳可行性的實驗探究

洪碧瑜

摘要：從不同濃度稀鹽酸與石灰石反應、用排水法收集二氧化碳的實驗中獲取實證數據，結合手持技術對二氧化碳濃度進行測定，以優化稀鹽酸濃度的視角，從二氧化碳收集數量、速率、收集率及所達到的濃度等方面，探討了排水法收集二氧化碳的可行性。

關鍵詞：排水法集氣；二氧化碳濃度測定；手持技術；可行性；實驗探究

文章編號：1005–6629（2016）7–0065–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

初中化學教材中二氧化碳氣體只提到用向上排空氣法收集[1]，許多老師在進行這部分知識的教學時，也認為二氧化碳可溶于水，因此不宜用排水法收集。但近年來，對此看法的質疑日漸增多，并有一些老師撰文對排水法收集的可行性進行了論證。這些文章更多的是從氣體收集的可行性角度，如二氧化碳水溶液中微粒的存在形式[2]、二氧化碳溶解時在水中的擴散速率[3]、二氧化碳溶解于水的速度實驗[4]及不同方法收集二氧化碳的純度比較[5]等方面進行論證；而涉及氣體發生的可行性，如實驗時所選擇石灰石形狀、稀鹽酸濃度的不同對排水法收集二氧化碳會造成怎樣影響等等的研究則相對較少。本文嘗試從反應物選擇的角度，從另一側面對排水法收集二氧化碳的可行性進行論證。

2 問題研究

2.1 排水法收集二氧化碳的實驗

利用圖1所示的裝置制取和收集二氧化碳（集氣瓶容積為145mL，錐形瓶容積為165mL）。

選用同批次的顆粒狀與塊狀石灰石分別與濃度為10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀鹽酸（每次用量均取70mL）進行實驗。……