实验室制取二氧化碳

谢芳

要点提炼

1.装置气密性的检查方法（如图1）：

用弹簧夹夹紧橡皮管，通过长颈漏斗向锥形瓶内加水，直至水浸没长颈漏斗下端管口，继续加水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，一段时间内液面不回落，则说明装置的气密性良好。

2.检验和验满（如图2）：

（1）检验方法：将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，即证明该气体是二氧化碳。

（2）验满方法：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，即说明二氧化碳气体已收集满。

3.注意事项：

（1）发生装置的导管稍露出瓶塞即可，不能伸入过长；长颈漏斗的末端要伸入液面以下，以形成液封。

（2）用向上排空气法收集二氧化碳时，导管要伸到接近集气瓶底部位置，其目的是便于瓶中的空气完全排出，使收集到的二氧化碳更纯净。

拓展提升

1.实验药品的选择：大理石（或石灰石）和稀盐酸。原则：气体纯净、反应速率适中、药品经济环保、操作安全方便等。

（1）不选用碳酸钠的原因：反应速率太快，不利于收集气体。

（2）不选用稀硫酸的原因：生成微溶的硫酸钙会包裹在大理石（或石灰石）表面，阻止反应的进行，导致产生的二氧化碳的量较少。

（3）不选用浓盐酸的原因：浓盐酸有较强的挥发性，会使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。

2.实验装置的选择：

（1）发生装置的选择：取决于反应物的状态和反应条件。实验室制取二氧化碳应选择“固液不加热型”发生装置，可选择如图3～6的装置。

①图3、图4装置的优点：均可随时添加液体，图4装置还具有节约药品的优点。

②图5装置的优点：可控制反应的速率。

③图6装置的优点：均可控制反应的发生和停止。注意：选择该类发生装置时，固体药品必须是块状（或颗粒状的）难溶性固体。

（2）收集装置的选择：取决于气体在水中的溶解性和密度的大小。由于二氧化碳能溶于水，密度比空气大，故一般采用向上排空气法收集二氧化碳，可选择如图7～9的装置。

①用图8、图9装置收集二氧化碳时，由于二氧化碳的密度比空气大，要将二氧化碳送到装置低处。即：若用图8装置收集二氧化碳，气体要从长导管通入；若用图9装置收集二氧化碳，气体要从短导管通入。注意：用这两种装置收集二氧化碳，验满时一定要将燃着的木条放在另一端的导管口，而不是放在集气瓶口。

探究应用

（2022·江西）根据图10、图11回答有关问题：

实验室制取二氧化碳的化学方程式为________。图10中，与装置A相比，选用装置B制取二氧化碳的优点是________。将产生的二氧化碳通入图11装置，观察到试纸Ⅰ不变色而試纸Ⅱ变红，饱和澄清石灰水变浑浊，据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是________；若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊的原因是________。

答案：CaCO₃+ 2HCl 〓〓 CaCl₂+ H₂O + CO₂↑ 可以控制反应速率 能与水反应生成酸 二氧化碳中混有氯化氢气体（或盐酸有挥发性等）