《二氧化碳制取的研究》导学

一、药品的选择

1 、药品选择原则

2 、试验室制取二氧化碳的药品

试验室制取二氧化碳的药品是稀盐酸和大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）。

（ 1）不选用浓盐酸的原因是浓盐酸有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制得的CO2不纯。

（ 2）不选用硫酸的原因是硫酸与碳酸钙反应时，生成微溶于水的CaSO4，随着反应的进行，较多的 CaSO4会覆盖在大理石（或石灰石）的表面，阻碍了反应的持续进行。

（ 3）不选用Na2CO3或 K2CO3的原因是 Na2CO3或 K2CO3都易溶于水，它们与酸的接触面积大，反应速率大，难以收集到 CO2；不选用碳酸钙粉末的原因也是因为碳酸钙粉末与酸的接触面积大，使反应速率大，不便于收集；同时，这些药品的价格也没有大理石低廉。

二、反应原理和实验装置

1、反应原理

CaCO3＋ 2HCl＝ CaCl2＋ H2O＋ CO2↑

固体 液体 溶于水 液体 气体

2、实验装置

（1）实验仪器：锥形瓶（大试管、广口瓶、烧瓶等）、铁架台（带铁夹）、带导管和长颈漏斗的橡皮塞、集气瓶。

（2）装置的选择：

发生装置：

发生装置的选择应从反应物、生成物的状态和反应条件等方面进行选择。试验室制取二氧化碳是用固体（大理石或石灰石）和液体（稀盐酸）在常温下反应制取，因此应采用固体和液体反应不需要加热制取气体的发生装置。

收集装置：

收集装置的选择应根据生成气体的水溶性、密度和是否有毒等方面进行选择。因为二氧化碳能溶于水，通常不用排水法；其密度比空气密度大（空气的平均相对分子质量为29，若要收集的气体相对分子质量比29大，则其密度比空气大，反之则小），不会污染空气，故采用向上排空气法来收集二氧化碳。

三、实验步骤

通常通过“查、装、塞、（定）、加、收、验”七步进行。

“查”即检查装置的气密性。方法是先连接好装置，用止水夹将橡皮管夹住，从长颈漏斗中加水，如果在长颈漏斗中能形成一段水柱，静置后不下降，证明装置气密性良好。

“装”即向锥形瓶内装入大理石。

“塞”即塞紧带有导管和长颈漏斗的双孔橡皮塞。

“定”如果使用大试管作为反应容器，则要将装置固定在铁架台上。

“加”即从长颈漏斗向锥形瓶内加入稀盐酸。

“收”即采用向上排空气法收集二氧化碳。

“验”即验满。方法有两种：①用燃着的小木条平放在集气瓶口，若木条熄灭，证明集气瓶内已集满二氧化碳。②将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口，若蓝色石蕊试纸变红色，证明集气瓶内已集满二氧化碳。发生的反应主要是 CO2＋ H2O ＝ H2CO3

四、验证方法

利用 CO2与 Ca(OH)2反应生成不溶于水的CaCO3性质，将生成的无色、无味气体通入澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，则说明生成的气体是二氧化碳。

CO2＋ Ca(OH)2＝ CaCO3↓ ＋ H2O

五、注意事项

1 、长颈漏斗的末端应插入到液体中，以形成“液封”，防止产生的二氧化碳气体从漏斗管口逸出，不利于收集。同时还起到调节容器内部压强，使反应产生的气流平缓流出的作用。

2 、为便于将反应容器内的气体排净及顺利的导出产生的气体，伸入锥形瓶内的导管不宜过长，只需露出橡皮塞少许即可。

3 、收集二氧化碳时，导管要伸入到接近集气瓶底部的位置，以保证将集气瓶的空气从底部全部排出，使收集到的二氧化碳尽可能纯净。

4 、收集好的二氧化碳要用玻璃片磨毛的一面盖住瓶口，正放在桌上。

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