实验室制取二氧化碳

实验要点

1.实验药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸。

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

3.发生装置：反应物为固体和液体，且不需要加热，故使用固液不加热型装置（如图1）。

<E：＼未做件＼初中生学习指导·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生学习指导·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生学习指导·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生学习指导·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd> <E：＼未做件＼初中生学习指导·中考版202411＼11期pb＼CZ24-24-16.psd>[弹簧夹] [多孔塑料板]

（1）装置A：便于制取少量气体，操作简单。

（2）装置B：便于添加液体，但长颈漏斗的下端口要伸到液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。

（3）装置C：可控制液体的添加速度从而控制反应的速率，便于平稳地制取气体。

（4）装置D：可控制液体的添加速度从而控制反应的速率，便于平稳地制取气体。

（5）装置E：可随时控制反应的发生和停止。

4.收集装置：二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大，故采用向上排空气法（如图2）收集。

注意：导管要伸到集气瓶底部，便于排净瓶内的空气，使收集的气体更纯净。

5.检验方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳。

6.验满方法：将燃着的木条放到集气瓶口，若木条立即熄灭，证明已收集满。

7.二氧化碳的净化

（1）除杂：二氧化碳中常混有少量氯化氢气体，可用饱和碳酸氢钠溶液除去。

（2）干燥：浓硫酸具有吸水性，可用浓硫酸作二氧化碳的干燥剂。

注意：净化二氧化碳的方法是先除杂、后干燥，这两个步骤都可用图3装置操作，气体必须长管进、短管出。

实验拓展

1.不用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，使反应中途停止。

2.不用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。

3.不用碳酸钙粉末或碳酸钠等代替大理石、石灰石，因为它们与稀盐酸反应的速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。

4.密度与空气接近，能与空气中的氧气发生反应的气体，一般不用排空气法收集。

5.排水法收集的气体比较纯净但不干燥，要收集比较纯净的气体一般用排水法；排空气法收集的气体比较干燥但不纯净，要收集比较干燥的气体一般用排空气法。

能力提升

例1 （2024·甘肃·兰州）请结合如图4实验装置回答下列问题。

（1）仪器①的名称是 。

（2）若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是 ，写出该反应的化学方程式 。

（3）若实验室采用C装置代替B装置制取CO2，突出优点是 。

（4）既不能收集O2，也不能收集CO2的装置是 （填字母序号）。

（5）如果用G装置测量生成O2的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是 。

答案：（1）酒精灯 （2）在试管口塞一团棉花 2KMnO4 [ △ ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （3）能使反应随时进行或停止 （4）E （5）量筒

综合实践

例2 请结合图5回答下列问题。

（1）写出编号仪器的名称：① ；② 。

（2）用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 （填序号），该反应的化学方程式为 。用D装置收集氧气完毕后，应先 （选填“从水中取出导管”或“熄灭酒精灯”）。

（3）实验室可用装置B或C制取二氧化碳，该反应的化学方程式为 ，B装置相对于C装置的优点有 。

（4）E图装置可用于制取二氧化碳并测量二氧化碳的体积。实验中，二氧化碳的体积可以通过 （填仪器名称）中液体的体积来表示。装置中植物油的作用是 。集气瓶中未装满水，液面上的空气对实验结果 （选填“有”或“无”）影响。

（5）为了解装置C优点的原理，在装置C中连接压强传感器（如图6），测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图7）。下列说法正确的是 （选填序号）。

A. ab段长颈漏斗中液面逐渐上升

B. bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

C. c点的对应操作是打开活塞

答案：（1）酒精灯 长颈漏斗 （2）A 2KMnO4 [ △ ] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 从水中取出导管 （3）CaCO3 + 2HCl [ ] CaCl2 + H2O + CO2↑ 可以控制反应的速率 （4）量筒 防止二氧化碳溶于水且与水反应 无 （5）ABC

（作者单位：大连南金实验学校）