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根據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置；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，則證明瓶內已收集滿二氧化碳氣體。

實驗拓展

1.發生裝置的替代

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：當關閉活塞時，生成的氣體無法排出，則裝置內氣體變多，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，當液面高于多孔隔板時，固體與液體又重新接觸，反應又能繼續進行，故該裝置的優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 根據圖5回答有關問題。

（1）圖甲是小組同學組裝的實驗室制取二氧化碳氣體的發生裝置，該裝置的優點是 ；為了解裝置具有該優點的原因，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