【实验室制取二氧化碳】在化学实验中,制取二氧化碳(CO₂)是一个基础而重要的实验。通过该实验,学生可以了解气体的制取原理、反应条件以及收集方法。以下是关于“实验室制取二氧化碳”的总结内容。
一、实验目的
1. 掌握实验室制取二氧化碳的基本原理和操作方法。
2. 学习气体的收集方法及验证方法。
3. 理解反应条件对气体生成的影响。
二、实验原理
实验室通常使用碳酸钙(CaCO₃)与稀盐酸(HCl)反应来制取二氧化碳。其化学反应方程式如下:
$$
\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow
$$
该反应属于复分解反应,生成物为氯化钙、水和二氧化碳气体。
三、实验器材与药品
名称 | 用途 |
锥形瓶 | 反应容器 |
长颈漏斗 | 加入液体试剂 |
导管 | 导出气体 |
水槽 | 收集气体(排水法) |
集气瓶 | 收集二氧化碳 |
酒精灯 | 加热(如需要) |
石灰石或大理石 | 固体反应物 |
稀盐酸 | 液体反应物 |
石灰水 | 验证二氧化碳的存在 |
四、实验步骤
1. 将石灰石放入锥形瓶中。
2. 通过长颈漏斗加入适量的稀盐酸。
3. 连接导管,将气体导入集气瓶中。
4. 使用排水法收集二氧化碳气体。
5. 用燃着的木条靠近集气瓶口,观察是否熄灭,以验证是否为二氧化碳。
6. 向另一瓶气体中滴加澄清石灰水,观察是否有白色沉淀生成。
五、注意事项
1. 实验前需检查装置的气密性。
2. 盐酸浓度不宜过高,以免反应过快难以控制。
3. 收集气体时应确保导管末端浸入水中,防止气体逸散。
4. 实验结束后应先移走酒精灯,再停止通气,防止倒吸现象。
六、实验现象与结论
- 现象:反应过程中有大量气泡产生,气体无色无味。
- 结论:二氧化碳能溶于水,且不支持燃烧,能使澄清石灰水变浑浊。
七、常见问题解答
问题 | 回答 |
为什么不能用浓盐酸? | 浓盐酸挥发性强,易造成气体不纯,且反应剧烈,不易控制。 |
为什么用排水法收集? | 二氧化碳微溶于水,适合用排水法收集。 |
如何验证是否为二氧化碳? | 用燃着的木条测试是否熄灭,或用石灰水检验是否变浑浊。 |
通过本次实验,学生不仅掌握了二氧化碳的制取方法,还加深了对气体性质的理解,提高了动手能力和科学探究能力。