实验室制取二氧化碳

张翠然

实验室制取二氧化碳是初中化学的重点内容，也是中考考查的热点。在实验室如何制取二氧化碳呢？实验中都有哪些注意事项呢？下面加以归纳。

[夯实基础]

1.实验药品：稀盐酸和大理石（或石灰石）。

2.反应原理：CaCO3 + 2HCl [                ] CaCl2 + H2O + CO2↑。

3.發生装置：如图1中的三组装置均可作为实验室制取二氧化碳的发生装置。

（1）选择依据：反应物状态和反应条件;

（2）各装置特点：

图1甲装置简单，但不便于添加稀盐酸;

图1乙装置便于添加稀盐酸，长颈漏斗的下端管口应伸到液面以下，防止二氧化碳从长颈漏斗逸出;

图1丙装置使用了分液漏斗，便于添加稀盐酸，还可以通过控制滴加液体药品的速率来控制反应速率;

4. 收集装置：二氧化碳是一种能溶于水且与水反应、密度比空气大的气体，故应采用向上排空气法收集，如图2。

5. 操作步骤：连（连接仪器）→查（查气密性）→装（装药品）→收（收集气体）→验（验满）。

6. 检验方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明气体是二氧化碳，化学方程式为：CO2 + Ca（OH）2 [                ] CaCO3↓+ H2O，如图3。

7. 验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，如果燃着的木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满，如图4。

[注意事项]

1. 药品的选用：

（1）不能用浓盐酸替代稀盐酸，因为浓盐酸有挥发性，会导致制取的气体不纯，生成的CO2中会混有氯化氢（HCl）气体;

（2）不能用稀硫酸替代稀盐酸，因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石的表面，阻碍反应的进行;

（3）不能用纯碳酸钙或碳酸钠粉末替代大理石或石灰石，因为它们与稀盐酸反应速率太快，不利于控制反应的速率及气体的收集;

2.药品的取用：

要用镊子夹取石灰石或大理石，在装入锥形瓶或大试管等时，要注意“一横、二放、三慢竖”。

3. 制取装置：

（1）在使用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端管口应伸到液面以下，防止二氧化碳从长颈漏斗逸出，这样就起到了液封的作用;

（2）导气管不要伸入容器太长，更不能伸入液面以下，只需露出橡胶塞少许即可，以便导出气体;

（3）收集气体的导管应伸到集气瓶底部，以利于收集到较纯净的气体。

4. 检验气体：

不能用燃着的木条检验收集的气体是否为二氧化碳，因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，还可能是氮气等。

[实战演练]

请你根据所学知识并结合图5所示装置，回答下列问题。

（1）指出标号仪器的名称：①            ;

（2）实验室制取二氧化碳药品是          ，其反应的化学方程式为             ，实验开始之前应先               ，然后再加药品，且先加                    ，再加            。

（3）A装置中长颈漏斗必须伸入液面以下的原因是                             ;

（4）装置A与B都能用于制取二氧化碳气体，你认为装置B的优势是               ;

（5）用D装置收集二氧化碳时，检验气体收集满的方法是               。欲制得干燥的二氧化碳，还需将气体通过盛有               （填药品名称）的洗气瓶G;集满二氧化碳的集气瓶应               （填“正”或“倒”）放在桌面上。若用G装置收集二氧化碳，应从               （填“a”或“b”）通入。

答案：（1）酒精灯 （2）稀盐酸和大理石（石灰石）    CaCO3 + 2HCl [                ] CaCl2 + H2O + CO2↑ 检查装置的气密性 固体药品 液体药品 （3）防止气体从长颈漏斗逸出 （4）便于添加稀盐酸，还可以控制反应的速率 （5）用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳收集满    浓硫酸    正 a