实验室制取二氧化碳 二氧化碳的实验室制法方程式

2024-09-2201:08:59综合资讯0

实验室制取二氧化碳 二氧化碳的实验室制法方程式

实验室制取二氧化碳 二氧化碳的实验室制法方程式

实验要点:

1. 实验药品: 大理石(或石灰石)与稀盐酸

【特别提醒】药品选择须知

(1) 是否可以用浓盐酸替代稀盐酸?请说明理由。

不行,因为浓盐酸具有强烈的挥发性,容易使收集的CO2气体变得不纯。

(2) 是否可以用稀硫酸替代稀盐酸?请说明理由。

不行,因为稀硫酸与大理石或石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在反应物表面,阻止CaCO3与酸的充分接触,从而中断反应。

(3) 是否可以用碳酸钠或碳酸钾替代大理石或石灰石?请说明理由。

不可以,因为碳酸钠或碳酸钾与稀盐酸的反应过于剧烈,不利于CO2的稳定收集。

2. 反应原理:CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O。

3. 实验装置

(1) 发生装置

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说明:① A装置安装简单且操作方便;

② B装置中长颈漏斗的末端应伸入液面以下,以避免气体从漏斗逸出;

③ C装置的优点在于能够控制反应速率;

④ D装置的优势是可以随时调节反应的开始和停止。

a. 控制反应的发生原理:通过打开弹簧夹,使液体与固体接触,从而启动反应;

b. 控制反应停止的原理:关闭弹簧夹,气体生成后,装置内的压力增加,液体被挤入长颈漏斗(或多孔隔板以下),固体和液体分离,从而停止反应。

(2) 收集装置

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4. 检验与验满

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(1) 检验:将产生的气体导入澄清石灰水中,若澄清石灰水变得浑浊,则说明气体为二氧化碳(如图1)。

(2) 验满:将燃烧中的木条靠近集气瓶口(或短导管口),若木条熄灭,则表明CO2已经收集完成(如图2)。

5. 净化

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(1) 要制取一瓶纯净且干燥的CO2,导管接口的连接顺序应为a→b→c→d→e。

(2) 各装置的作用

饱和NaHCO3溶液:去除CO2中的HCl;

AgNO3溶液:检测是否完全去除了HCl;

浓硫酸:干燥CO2(或去除CO2中的水蒸气)。

练习题:

例:图示为实验室制取气体的常用装置。

(1) 为什么实验室通常使用大理石与稀盐酸,而不是木炭在氧气中燃烧来制取CO2?

因为氧气会使收集到的二氧化碳不纯。(合理即可)

(2) 实验室制取CO2时使用的发生装置是________,该反应的化学方程式为:CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

(3) 请在F处的方框中绘制收集CO2的装置(仅绘制试管和导气管)。

(4) (2017湘潭) 如果某同学使用一定浓度的盐酸与石灰石反应,然后将气体通入新制的澄清石灰水中,始终没有出现浑浊,可能的原因是什么?

盐酸浓度过高。(合理即可)

(5) 相比于B装置,C装置的优点在于能够控制反应的发生和停止。请简述C装置中反应发生及停止的原理。

当弹簧夹打开时,固体和液体接触,反应开始。当弹簧夹关闭时,气体压力增大,将液体推回长颈漏斗,与固体分开,反应停止。

(6) 制得的CO2常含有氯化氢气体和水蒸气,可用D、E装置进行除杂,正确的连接顺序为:混合气体→c→d→a→b→收集装置。(用导气管端口字母表示)

(7) 实验结束后,如果试管内剩余石灰石,应如何处理?(简要步骤)

将试管内的废液倒入指定废液缸,随后用水清洗石灰石,待干净后放入指定容器。

(8) 右图是某同学制取CO2的发生装置,指出其代替B装置的优点。(写一点即可)

能够有效利用废物,并且可以随时控制反应的进程。(合理即可)

(9) 如图装置可用于测定生成的CO2体积,在水面上放置植物油的目的是防止二氧化碳溶于水或与水反应。植物油上方原有的空气对实验结果________(填“有”或“没有”)影响。

(10) 碳酸氢钠加热生成碳酸钠、水和二氧化碳。为验证碳酸氢钠加热时是否生成二氧化碳,小明用下图装置进行实验。他认为只要小气球膨胀就能说明有二氧化碳生成。讨论后,同学们认为小明的依据不足,因为装置内的空气加热时体积也会增大,从而使小气球膨胀。小红认为,在X处预先加入少量澄清石灰水,观察到澄清石灰水变浑浊,则能证明二氧化碳的生成,澄清石灰水也可以换成紫色石蕊溶液以达到同样的验证效果。