实验室制取二氧化碳精讲

唐璐

实验要点

1.实验药品

（1）不能用纯碳酸钙粉末或碳酸钠（Na2CO3）粉末等代替块状大理石或石灰石，原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制反应和收集气体，而且成本较高。

（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因：若是用稀硫酸代替稀盐酸，会发生反应CaCO3 + H2SO4 [            ] CaSO4 + H2O + CO2↑，生成的硫酸钙微溶于水，未能溶解的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面，阻碍反应继续进行。

（3）不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因：浓盐酸具有较强的挥发性，若用浓盐酸代替稀盐酸，会导致收集到的二氧化碳气体中混有氯化氢气体。

2.实验装置

（1）发生装置的选择：固液常温型装置。由于反应物是块状大理石或石灰石（固体）与稀盐酸（液体）反应，且反应不需要加热，因此实验室制取二氧化碳的发生装置应与实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置相同。（如图1）

注意：①根据反应物状态和反应条件选择发生装置；②使用长颈漏斗时，长颈漏斗下端管口应伸入液体中，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；③导管稍露出橡皮塞即可，防止空气不能排净，使收集的气体不纯。

（2）收集方法的选择：因二氧化碳能溶于水，故不能用排水法。又因二氧化碳的密度比空气的密度大，故可用向上排空气法收集。（如图2）

3.实验步骤

（1）检：检查装置的气密性。（2）装：从锥形瓶口装大理石（或石灰石），塞紧塞子。（3）加：从长颈漏斗（或分液漏斗）加入稀盐酸。（4）收：收集气体。

4.检验与验满

（1）二氧化碳气体的检验：将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的气体是二氧化碳。

（2）二氧化碳气体的验满：将一根燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，则证明瓶内已收集满二氧化碳气体。

实验拓展

1.发生装置的替代

固液常温型装置中，可用大试管、广口瓶、平底烧瓶等来代替锥形瓶，长颈漏斗可用分液漏斗、注射器等来代替。

2.“随开随停”装置

用如图3装置制取二氧化碳气体时，块状大理石或石灰石（固体药品）应放在多孔隔板上（即a处），稀盐酸（液体）从长颈漏斗中加入。

原理：當关闭活塞时，生成的气体无法排出，则装置内气体变多，压强变大，将液体压回到长颈漏斗中，试管中的液面下降，当液面低于多孔隔板时，固体与液体分离，反应停止；当打开活塞后，气体排出，装置内压强变小，在外界大气压的作用下，长颈漏斗中的液体流入装置内，当液面高于多孔隔板时，固体与液体又重新接触，反应又能继续进行，故该装置的优点是可控制反应随时开始和停止。

能力提升

例1 （2023·湖南·岳阳）某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的部分实验报告。

综合实践

例2 根据图5回答有关问题。

（1）图甲是小组同学组装的实验室制取二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是 ；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置甲中连接压强传感器（如图乙），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图丙）。下列说法正确的是（填序号）。

Ⅰ. ab段试管中液面逐渐上升

Ⅱ. bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

Ⅲ. c点的对应操作是打开活塞