视频字幕
二氧化碳是实验室中常制取的气体之一。最常用的制取方法是使用大理石或石灰石与稀盐酸反应。大理石的主要成分是碳酸钙,当它与稀盐酸接触时,会发生化学反应产生二氧化碳气体。
这个反应的化学方程式是:碳酸钙加二分子盐酸,生成氯化钙、水和二氧化碳。方程式为CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。其中箭头向上的符号表示二氧化碳是以气体形式逸出的。这是一个典型的酸碱反应,碳酸盐与酸反应生成盐、水和二氧化碳。
实验装置的组装是制取二氧化碳的关键步骤。我们需要准备锥形瓶作为反应容器,分液漏斗用于控制盐酸的加入,导管用于引导气体,集气瓶用于收集二氧化碳。将大理石块放入锥形瓶中,通过分液漏斗加入稀盐酸,产生的二氧化碳通过导管进入集气瓶。由于二氧化碳密度比空气大,我们采用向上排空气法收集。
实验操作需要按照严格的步骤进行。首先检查装置的气密性,确保没有漏气。然后将块状大理石放入锥形瓶中,通过分液漏斗缓慢加入稀盐酸。当酸与大理石接触时,立即产生大量气泡,这就是二氧化碳气体。等装置中的空气排尽后,将集气瓶口向下,用向上排空气法收集二氧化碳。由于二氧化碳密度比空气大,会自然沉积在集气瓶底部。
实验过程中需要注意几个关键点。首先要使用块状大理石而不是粉末状,这样可以控制反应速度。实验前必须检查装置的气密性。收集气体时要先排尽装置内的空气,然后用向上排空气法收集二氧化碳。检验二氧化碳的方法是将燃着的木条伸入集气瓶中,如果木条熄灭,说明二氧化碳收集成功。这是因为二氧化碳不支持燃烧,会使火焰熄灭。