二氧化碳的实验室制取与性质

实验目的

掌握实验室制取二氧化碳的原理和装置，探究二氧化碳的主要性质。

实验原理

大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O；与水反应生成碳酸：CO₂ + H₂O = H₂CO₃，碳酸能使紫色石蕊溶液变红。

实验器材

• 大理石（或石灰石）
• 稀盐酸
• 锥形瓶（或大试管）
• 带导管的双孔橡皮塞
• 长颈漏斗
• 集气瓶
• 玻璃片
• 澄清石灰水
• 紫色石蕊溶液
• 燃着的木条

实验步骤

1. 连接装置，检查气密性。
2. 在锥形瓶中放入大理石，从长颈漏斗加入稀盐酸。
3. 用向上排空气法收集二氧化碳，导管伸到集气瓶底部。
4. 将燃着的木条放在集气瓶口验满。
5. 将气体通入澄清石灰水，观察变化。
6. 将气体通入紫色石蕊溶液，观察颜色变化。
7. 把二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，观察蜡烛。

实验现象与结论

大理石表面有大量气泡产生。燃着的木条放在瓶口熄灭，说明已集满。澄清石灰水变浑浊，紫色石蕊溶液变红。倾倒二氧化碳时，低处的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧。

注意事项

• 稀盐酸有腐蚀性，避免接触皮肤和眼睛。
• 长颈漏斗下端要伸入液面以下。
• 验满时木条放在瓶口，不要伸入瓶内。
• 不能用稀硫酸代替稀盐酸。

常见问题

为什么不用稀硫酸和大理石制二氧化碳？

稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，会覆盖在大理石表面，使反应难以继续进行。

怎样检验二氧化碳？

把气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，就说明该气体是二氧化碳。