初中化学课堂实验 实验室制取二氧化碳
时间:2022-09-11 11:50:09 admin
一. 反应原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
二. 仪器装置(如下图所示)
三. 实验步骤
“查”:检查装置的气密性。
“装”:从锥形瓶口装大理石,塞紧塞子。
“加”:从长颈漏斗(或分液漏斗)加入稀盐酸。
“收”:收集气体。
“验满”:用燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭证明已收集满。
四. 收集方法
用向上排空气法收集二氧化碳(因为二氧化碳密度比空气大)。不能用排水法收集二氧化碳(因为二氧化碳溶于水)。
五. 注意事项
装置注意事项:发生装置的导管露出塞子即可,不能伸入过长;长颈漏斗下端要伸入液面以下。
操作注意事项:用向上排空气法收集二氧化碳时导管要伸入集气瓶底部。
六. 实验室制取二氧化碳析疑
(一)为什么选用大理石或石灰石制取二氧化碳?
答:大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙。碳酸盐跟酸起反应,一般都有二氧化碳生成。若选用可溶性的碳酸盐(如碳酸钠等),与酸反应速度过快,难以控制;若选用不溶性碳酸盐(如碳酸镁等),则其来源一般较少。大理石或石灰石与酸反应适中,其在自然界中含量也极其丰富,价格低廉。所以,选用大理石或石灰石制二氧化碳。
(二)实验室制取二氧化碳时,为什么最好选用稀盐酸?
答:如果用稀硫酸和大理石或石灰石反应,有关化学方程式为:CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑,结果生成微溶性固体硫酸钙,它覆盖在大理石或石灰石表面,使酸与大理石或石灰石脱离接触,导致反应太缓慢。
如果用硝酸与大理石或石灰石反应,由于硝酸是一种不稳定性的酸,在见光或受热时易分解:4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O,从而使制得的CO2中混有NO2和O2等杂质。
如果用浓盐酸和大理石或石灰石反应,由于浓盐酸具有挥发性,使制得的CO2中混有较多的氯化氢气体。
用稀盐酸和大理石或石灰石反应,所得CO2气体平稳,气体又较为纯净,所以选用稀盐酸制CO2最合适。
(三)实验室制取二氧化碳装置,需要哪些仪器?使用时应注意什么事项?
答:仪器有广口瓶(平底烧瓶、锥形瓶等)、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集气瓶。
使用时应注意的事项有:(1)要用镊子夹取石灰石或大理石。装入广口瓶(平底烧瓶、锥形瓶等)时要注意“一横、二放、三竖”。
(2)插入广口瓶(平底烧瓶、锥形瓶等)内的导管不能伸入液面以下,也不宜过长,只需刚刚露出塞子即可,这样才能有利于气体导出。
(3)稀盐酸应从长颈漏斗加入,长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下,防止反应生成的气体从长颈漏斗逸出。
(4)不能用酒精灯加热制CO2。
(四)怎样证明生成的气体是二氧化碳?
答:把产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,若石灰水变浑浊,则证明生成的气体是CO2。
(五)用什么方法收集二氧化碳?
答:CO2能溶于水,故不能用排水法收集;CO2的密度比空气大,故采用向上排空气法收集CO2。
(六)怎样检验集气瓶里是否充满了二氧化碳?
答:用一根燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,则证明瓶内已充满CO2,否则说明CO2没有收集满。
(七)实验室里能否用启普发生器来制取二氧化碳?
答:能。用启普发生器来制取的气体必须符合以下三个条件:(1)块状固体和液体反应产生气体;(2)生成的气体难溶于水;(3)反应不需加热。实验室制取CO2常用块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应,且反应不需加热,生成的CO2气体虽能溶于水,却难溶于稀盐酸。所以,能用启普发生器来制取CO2。
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