不同试剂反应制备二氧化碳

实验目的

比较不同药品反应制取二氧化碳的效果，选出适合实验室使用的药品组合。

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↑，速率适中，便于收集。与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在大理石表面，使反应逐渐停止。碳酸钠粉末与稀盐酸反应：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑，速率过快，不易控制和收集。

实验器材

• 块状大理石
• 碳酸钠粉末
• 稀盐酸
• 稀硫酸
• 试管若干
• 镊子、药匙
• 澄清石灰水

实验步骤

1. 取三支试管，编号。
2. 1号加入几小块大理石，再加入稀盐酸，观察气泡产生情况。
3. 2号加入几小块大理石，再加入稀硫酸，观察气泡变化。
4. 3号加入少量碳酸钠粉末，再加入稀盐酸，观察反应快慢。
5. 将产生的气体通入澄清石灰水，检验是否为二氧化碳。
6. 比较三组反应，分析哪一组适合实验室制取二氧化碳。

实验现象与结论

大理石与稀盐酸反应时，持续产生气泡，速率适中；大理石与稀硫酸反应，开始有少量气泡，很快减缓以至停止；碳酸钠粉末与稀盐酸反应剧烈，大量气泡迅速冒出。产生的气体都能使澄清石灰水变浑浊。结论：实验室制二氧化碳选用大理石（或石灰石）与稀盐酸。

注意事项

• 稀盐酸、稀硫酸有腐蚀性，勿沾到皮肤和衣物。
• 取用块状固体要用镊子，试管平放后再轻轻放入。
• 碳酸钠与盐酸反应剧烈，加酸要慢，防止液体溢出。

常见问题

为什么不用大理石和稀硫酸制二氧化碳？

生成的硫酸钙微溶，覆盖在大理石表面，阻碍酸与碳酸钙接触，反应很快停止。

为什么不用碳酸钠粉末与盐酸制二氧化碳？

反应太剧烈，气体产生过快，难以控制，也不便收集。