在北京治疗白癜风哪个医院最好 https://myyk.familydoctor.com.cn/2831/detail/实验室制取二氧化碳的发生装置如下图:
这个实验可以考察的内容很多,不但能考察实验室一般操作的注意事项,还能考察二氧化碳的物理性质、化学性质,还包括碳酸钙、(浓、稀)盐酸、(浓、稀)硫酸、硫酸钙等的物理和化学性质等,让我们共同讨论一下实验(制取)过程中,应注意的一些问题,多问几个为什么:
1、为什么选择用碳酸钙和盐酸反应?
可以生成二氧化碳的化学反应很多,比如我们学过的碳或木柴、蜡烛、酒精等在氧气或空气中燃烧,碳或一氧化碳在高温下还原氧化铜,煅烧石灰石等,生成物都有二氧化碳,为什么我们选用大理石或石灰石与盐酸反应制取二氧化碳呢?
首先是考虑可操作性,其次考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。如果通过燃烧的方法制取,纯氧气不易得,用空气的话,里面含有4/5的氮气等杂质,燃烧产生大量的热量,不好持续进行,生成的气体无法收集。还原金属氧化物的方法,反应不完全,产生的气体纯度不高。煅烧石灰石需要高温,对仪器要求高,而且高温下气体难以收集等等,大家可想而知。
选择大理石或石灰石块与稀盐酸反应,既不放出大量的热,也不需要加热,反应速率适中,生成的气体不混入其它气体,便于收集。
2、为什么选用如上图的装置?
制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。因反应物是固体加液体,反应过程不需要加热,只需加入盐酸和导出气体。发生装置选用锥形瓶、带长颈漏斗和导管的橡皮塞就行了;因生成的气体二氧化碳能溶于水,且密度大于空气密度(相对分子质量44大于空气平均相对分子质量29),所以选择向上排空气法收集就可以了。
3、为什么用稀盐酸而不用浓盐酸?
因为浓盐酸具有挥发性,使制得的二氧化碳混有氯化氢而不纯。
4、为什么用稀盐酸而不用稀硫酸?
硫酸虽然不具有挥发性,但碳酸钙与稀硫酸生成的硫酸钙(CaSO)微溶于水,覆盖在碳酸钙表面,成为薄膜包住碳酸钙,使反应很难继续进行。
5、为什么用块状的大理石或石灰石较好?
用块状大理石或石灰石跟稀盐酸反应较好。因为粉末状大理石跟稀盐酸反应速度相当快,且形成大量泡沫,容易进入导管甚至集气瓶。
6、为什么不用碳酸钠?
盐酸容易挥发致使制出的二氧化碳容易含氯化氢,用硫酸不挥发但生成微溶于水的硫酸钙阻碍反应继续进行,为什么不用碳酸钠与稀硫酸?因为碳酸钠反应太快,不易掌控,也不利于气体收集。
7、为什么长颈漏斗下端口应在液面以下?
防止二氧化碳从漏斗口逸出。
8、为什么锥形瓶里面的导管刚露出橡皮塞为好?
导管刚露出橡皮塞是为了能够排净锥形瓶内空气。
9、为什么强调集气瓶内导管要伸入集气瓶底?
只有伸入到瓶底,才能保证排净集气瓶内原有的空气。
10、为什么用燃着的木条放在集气瓶口试验?
利用二氧化碳的阻燃性。因为二氧化碳比空气重,如果在瓶口就能使火焰熄灭,就说明瓶口处已经是二氧化碳了,所以证明瓶内已经充满二氧化碳。