实验室制取二氧化碳的药品选择

1.实验室制取二氧化碳的药品选择

利用大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙）和稀盐酸反应来制取二氧化碳，因反应速率适中，原料廉价易得，所以在实验室里普遍使用此原料制备二氧化碳。

注意

①不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出$HCl$气体，导致得到的$CO _ {2}$不纯。②不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石（或石灰石）反应生成微溶于水的硫酸钙，碗酸钙会附着在大理石（或石灰石）的表面，阻止反应继续进行，不能连续、大量地制得$CO _ {2}$气体。③不能选用碳酸钠等纯净物的粉末代替石灰石，因为反应太剧烈，反应速率太快，产生的气体不便于收集。

拓展

工业上制取二氧化碳的方法、原理：高温煅烧石灰石生成石灰石$( CaO )$和二氧化碳：$CaCO _ {3} \stackrel {\text {高温}} {=}CaO+ CO _ {2} \uparrow$。

2.实验室制取二氧化碳的反应原理

实验室制取二氧化碳的反应原理为$CaCO _ {3} + 2 HCl = CaCl _ {2} + H _ {2} O +CO _ {2} \uparrow $。

确定实验室制取气体的反应原理要考虑该反应是否易操作、原料是否易得、生成的气体是否易收集、反应条件是否易达到等因素。

3.实验室制取二氧化碳的装置

（1）发生装置

①选择依据：反应物的状态和反应条件。

②选择装置：实验室制取CO₂所用反应物是固体与液体，反应条件是常温，属于固＋液→气型，发生装置与用双氧水和二氧化锰制取O₂的装置相似，如图所示，A为简易装置，可制取少量气体，B装置使用了长颈漏斗，便于添加液体；C装置添加了多孔塑料片或橡胶片，可使反应即开即停；D装置使用分液漏斗，除了便于添加液体外，还能利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率。

（2）收集装置

①选择依据：气体的密度和溶解性。

②选择装置：CO₂能溶于水且能与水反应，不宜用排水法；密度大于空气，只能用向上排空气法。

说明

①B中长颈漏斗下端管口必须插到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出；A中导管伸入发生装置内不能太长，更不能插到液面以下。

②导管伸入集气瓶时，末端必须插到集气瓶底，便于排净集气瓶内的空气，使收集到的CO₂气体更纯净。

4.制取二氧化碳的实验操作步骤

（1）按要求连接仪器并检查装置的气密性；

（2）装入大理石，塞紧橡胶塞；

（3）把反应装置固定好；

（4）从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口；

（5）收集气体；

（6）检验气体是否收集满。

规律总结

检查下图装置气密性的方法：向长颈漏斗内注入水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗内注入水，直至长颈漏斗内液面高于漏斗外液面（形成一段水柱），如果长颈漏斗内液面不下降说明装置的气密性良好。

5.二氧化碳气体的检验与验满

（1）检验：可用澄清石灰水检验某气体是不是CO₂。方法是将被检验气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明是CO₂，否则不是。不能用燃着的木条检验CO₂，因为N₂、稀有气体等其他气体也能使燃着的木条熄灭。

（2）验满：用燃着的木条靠近收集二氧化碳气体的集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳，否则未满。