實驗室制取二氧化碳

實驗要點

1.實驗藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸。

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

3.發生裝置：反應物為固體和液體，且不需要加熱，故使用固液不加熱型裝置（如圖1）。

<E：＼未做件＼初中生學習指導·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生學習指導·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生學習指導·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生學習指導·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生學習指導·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd>[彈簧夾] [多孔塑料板]

（1）裝置A：便于制取少量氣體，操作簡單。

（2）裝置B：便于添加液體，但長頸漏斗的下端口要伸到液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出。

（3）裝置C：可控制液體的添加速度從而控制反應的速率，便于平穩地制取氣體。

（4）裝置D：可控制液體的添加速度從而控制反應的速率，便于平穩地制取氣體。

（5）裝置E：可隨時控制反應的發生和停止。

4.收集裝置：二氧化碳能溶于水且能與水反應，密度比空氣大，故采用向上排空氣法（如圖2）收集。

注意：導管要伸到集氣瓶底部，便于排凈瓶內的空氣，使收集的氣體更純凈。

5.檢驗方法：將生成的氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，證明該氣體是二氧化碳。

6.驗滿方法：將燃著的木條放到集氣瓶口，若木條立即熄滅，證明已收集滿。

7.二氧化碳的凈化

（1）除雜：二氧化碳中常混有少量氯化氫氣體，可用飽和碳酸氫鈉溶液除去。

（2）干燥：濃硫酸具有吸水性，可用濃硫酸作二氧化碳的干燥劑。

注意：凈化二氧化碳的方法是先除雜、后干燥，這兩個步驟都可用圖3裝置操作，氣體必須長管進、短管出。

實驗拓展

1.不用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與大理石反應生成微溶于水的硫酸鈣，使反應中途停止。

2.不用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸易揮發，使生成的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純。

3.不用碳酸鈣粉末或碳酸鈉等代替大理石、石灰石，因為它們與稀鹽酸反應的速率太快，不容易控制和收集，且成本較高。

4.密度與空氣接近，能與空氣中的氧氣發生反應的氣體，一般不用排空氣法收集。

5.排水法收集的氣體比較純凈但不干燥，要收集比較純凈的氣體一般用排水法；排空氣法收集的氣體比較干燥但不純凈，要收集比較干燥的氣體一般用排空氣法。

能力提升

例1 （2024·甘肅·蘭州）請結合如圖4實驗裝置回答下列問題。

（1）儀器①的名稱是 。

（2）若用高錳酸鉀制取氧氣，還應對A裝置做出的改進是 ，寫出該反應的化學方程式 。

（3）若實驗室采用C裝置代替B裝置制取CO2，突出優點是 。

（4）既不能收集O2，也不能收集CO2的裝置是 （填字母序號）。

（5）如果用G裝置測量生成O2的體積，則在虛線框內還需添加的儀器是 。

答案：（1）酒精燈 （2）在試管口塞一團棉花 2KMnO4 [ △ ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （3）能使反應隨時進行或停止 （4）E （5）量筒

綜合實踐

例2 請結合圖5回答下列問題。

（1）寫出編號儀器的名稱：① ；② 。

（2）用高錳酸鉀制取氧氣，可選用的發生裝置是 （填序號），該反應的化學方程式為 。用D裝置收集氧氣完畢后，應先 （選填“從水中取出導管”或“熄滅酒精燈”）。

（3）實驗室可用裝置B或C制取二氧化碳，該反應的化學方程式為 ，B裝置相對于C裝置的優點有 。

（4）E圖裝置可用于制取二氧化碳并測量二氧化碳的體積。實驗中，二氧化碳的體積可以通過 （填儀器名稱）中液體的體積來表示。裝置中植物油的作用是 。集氣瓶中未裝滿水，液面上的空氣對實驗結果 （選填“有”或“無”）影響。

（5）為了解裝置C優點的原理，在裝置C中連接壓強傳感器（如圖6），測定實驗中試管內氣體壓強變化的情況（如圖7）。下列說法正確的是 （選填序號）。

A. ab段長頸漏斗中液面逐漸上升

B. bc段石灰石與稀鹽酸脫離接觸

C. c點的對應操作是打開活塞

答案：（1）酒精燈 長頸漏斗 （2）A 2KMnO4 [ △ ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 從水中取出導管 （3）CaCO3 + 2HCl [ ] CaCl2 + H2O + CO2↑ 可以控制反應的速率 （4）量筒 防止二氧化碳溶于水且與水反應 無 （5）ABC

（作者單位：大連南金實驗學校）