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二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取方法是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，主要是通過鹽酸與大理石反應(yīng)制取二氧化碳，也可通過稀硫酸與大理石在加熱條件下反應(yīng)來制取二氧化碳（一般不采用此方法），具體如下： 一、鹽酸與大理石反應(yīng)制取二氧化碳 1、實(shí)驗(yàn)原理：稀鹽酸與大理石（主要成分：碳酸鈣）生成二氧化碳、氯化鈣和水。 文字表達(dá)式與化學(xué)方程式如下： 2、試驗(yàn)儀器與藥品 儀器：錐形瓶、長頸漏斗、導(dǎo)管、集氣瓶 藥品：大理石：塊狀固體，由碳酸鈣（主要成分）和雜質(zhì)組成，雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)。 稀鹽酸：氯化氫（化學(xué)式：HCl）與水的混合物，具有揮發(fā)性，會(huì)釋放出少量的氯化氫（HCl）氣體。
3、實(shí)驗(yàn)步驟 3.1、組裝設(shè)備，檢查裝置氣密性 裝置氣密性檢查（注水法）：組裝好設(shè)備，打開彈簧夾，向長頸漏斗中加入水，待長頸漏斗下端浸沒在水中時(shí)，夾緊彈簧夾，繼續(xù)向長頸漏斗中加入水，長頸漏中的水高出錐形瓶內(nèi)部水面形成液面差，停止加水，觀察長頸漏中的液面不變化，說明氣密性良好。 3.2、加入藥品 組裝好實(shí)驗(yàn)儀器，如下圖： 先在錐形瓶中加入大理石，塞緊瓶塞，向長頸漏斗的倒入稀鹽酸，長頸漏斗的下端必須浸沒在液體中，將長頸漏斗液封，防止生成的氣體從長頸漏斗中跑出。 3.3、生成氣體的檢驗(yàn) 將生成的氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，說明生成的氣體為二氧化碳?xì)怏w。 3.4、氣體收集 用向上排空氣法收集二氧化碳?xì)怏w，將集氣瓶瓶口朝上，正放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，導(dǎo)管插入瓶底，用毛玻璃片蓋住部分瓶口，通入二氧化碳?xì)怏w，一段時(shí)間后，用燃著的木條，放到集氣瓶口，木條熄滅，說明二氧化碳已收集滿，拿出導(dǎo)管，平移推動(dòng)玻璃片，將集氣瓶口全部蓋上，正放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。 3.5、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 錐形瓶中大理石逐漸溶解，溶液中有氣泡冒出。 4、實(shí)驗(yàn)反思 4.1、提問：稀鹽酸與大理石反應(yīng)制取的二氧化碳?xì)怏w中會(huì)混有哪些氣體？ 答：因稀鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)釋放出氯化氫（HCl）氣體。另稀鹽酸中有水，二氧化碳從溶液中出來，會(huì)帶有水蒸氣。所以生成的二氧化碳中混有氯化氫（HCl）和水蒸氣。 4.2、除去二氧化碳中混有氯化氫（HCl）和水蒸氣的方法: 在發(fā)生裝置與收集裝置中加入除去氯化氫（HCl）和水蒸氣的裝置，如下圖：
注意：生成的二氧化碳?xì)怏w要先通過飽和碳酸鈉溶液再通過濃硫酸，順序不可顛倒。若先通過濃硫酸再通過飽和碳酸鈉溶液，水蒸氣無法除掉，最終二氧化碳中含有水蒸氣。 二、稀硫酸與大理石反應(yīng)制取二氧化碳 1、實(shí)驗(yàn)原理：在加熱條件下稀硫酸與大理石（主要成分：碳酸鈣）生成二氧化碳、硫酸鈣和水。
2、試驗(yàn)儀器與藥品 儀器：圓底燒瓶、分液漏斗、石棉網(wǎng)，導(dǎo)管、集氣瓶、酒精燈、鐵架臺(tái) 藥品：大理石：塊狀固體，主要成分：碳酸鈣，其他為雜質(zhì)，雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)。 稀硫酸：H2SO4與H2O的混合物。 3、實(shí)驗(yàn)步驟 3.1、組裝設(shè)備，檢查裝置氣密性（同上）； 3.2、加入藥品，同時(shí)向燒瓶中加入少量瓷片，防止加熱過程中液體爆沸，點(diǎn)燃酒精燈加熱； 3.3、氣體收集與檢驗(yàn)（同上）。 4、問題與解答 4.1、稀硫酸與大理石制取二氧化碳為什么要加熱？ 答：不加熱時(shí)，剛開始稀硫酸與大理石能反應(yīng)生成二氧化碳，但很快反應(yīng)停止，因?yàn)榉磻?yīng)過程中生成微溶于水的硫酸鈣，硫酸鈣附著在塊狀大理石的表面，阻止了稀硫酸與大理石的繼續(xù)反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)停止。當(dāng)加熱時(shí)，溫度上升硫酸鈣溶解，稀硫酸與大理石就可以繼續(xù)反應(yīng)。 若將大理石制成粉末狀，增加與稀硫酸的接觸面積，在不加熱的條件下也可反應(yīng)。 4.2、為什么稀硫酸與大理石制取二氧化碳比稀鹽酸與大理石反應(yīng)制取的二氧化碳較純凈？ 答：稀硫酸不具有揮發(fā)性，在反應(yīng)中不會(huì)釋放出其他氣體，生成的二氧化碳中只混有水蒸氣。而稀鹽酸具有揮發(fā)性，釋放出氯化氫氣體，生成的二氧化碳中只混有氯化氫和水蒸氣。 |
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