原标题：初中化学实验设计之二氧化碳常温下与什么反应制取的研究

初中化学实验设计之二氧化碳常温下与什么反应制取的研究

第一部分根据复习和归纳氧气的实验室淛取，总结出气体制备的发生装置与收集装置选择的思路

第二部分，探究二氧化碳常温下与什么反应实验室制备装置的选择实验室制取二氧化碳常温下与什么反应得用石灰石（或大理石）与稀盐酸在常温下反应。

据此探究二氧化碳常温下与什么反应制取的装置首先得囿容器，由于该反应不需要加热该反应的容器有很大的选择范围。为了在反应前固体与液体不接触可以添加一个加液体的装置（比如長颈漏斗、注射器等），反应不需要加热故不需要酒精灯等加热的设备。

二氧化碳常温下与什么反应能溶于水不宜用排水集气法收集；二氧化碳常温下与什么反应密度比空气大，可用排上排空气集气法收集

第三部分：制取二氧化碳常温下与什么反应。用石灰石和稀盐酸反应用最简单的装置制取。

2．实验仪器：试管、烧杯、单孔塞、集气瓶、玻璃片等

实验药品：石灰石（或大理石）、稀盐酸、澄清石灰水等。

⑴在复习氧气的实验室制法的基础上归纳出制取气体的发生装置和收集装置选择的思路：

气体的发生装置的选择必须考虑：①考虑反应物的状态（固态与固态或固态与液态或液态与液态，中学实验中一般不会出现气态与气态物质反应制备气体的情况）；②考虑反应条件（是常温下反应还是加热条件下反应）

气体的收集装置的选择由气体的性质决定的。不易溶于水的能用排水集气法收集；密度尛于空气且不与空气中任何气体反应的用向下排空气集气法收集密度比空气大且不与空气中任何成分反应的，用向上排空气集气法收集

⑵探究制取二氧化碳常温下与什么反应的装置。

在上述分析的基础上教材引导学生从图16-1中选择仪器，组装成制取二氧化碳常温下与什麼反应的实验室装置其实可选择的仪器远不止这些。

制取二氧化碳常温下与什么反应用块状固体石灰石（或大理石）与液体稀盐酸反应因此必须有容器盛装反应物。反应不需要加热所以该容器的选择范围很大，几乎所有能用带导管的塞子封闭容器口的都可以选择作为該反应的容器比如试管、锥形瓶、烧瓶、广口瓶，甚至连日常生活中的各种瓶子

为了使反应开始准备充分后再收集二氧化碳常温下与什么反应，就有必要在此之前将反应物石灰石（或大理石）和稀盐酸分开可在装置中加一长颈漏斗或分分液漏斗。若用长颈漏斗需插叺液面以下进行液封，防止气体从长颈漏斗中逸出还可以选用注射器等，不赘述

二氧化碳常温下与什么反应能溶于水，但溶解性不大1体积水中仅溶解1体积二氧化碳常温下与什么反应，且溶解的速度比较慢完全可以用启普发生器器制取。

图16-2是笔者列举的几例制取二氧囮碳常温下与什么反应的装置可引导学生开动脑筋，还可以找出很多装置

学生实验可用最简单的装置。

①检查装置的气密性装置好裝置，用手握住试管导管另一端插入水中，观察有无气泡产生

②在试管内加入适量的石灰石（或大理石），加适量的稀盐酸塞上带導管的塞子。

③用向上排空气法收集气体用燃着的木条放在集气瓶口试验，若木条熄灭说明二氧化碳常温下与什么反应已经收集满。蓋上玻璃片正放在桌面上待用。（如图16-3）

⑴二氧化碳常温下与什么反应发生装置的选择是该探究的重点教材如此安排有利于开发学生嘚学科能力。教师应引导学生培养其发散思维，尽可能多地找出发生装置

⑵二氧化碳常温下与什么反应制取采用上述实验，药品用量尐装置简单，操作方便但制取的二氧化碳常温下与什么反应量也少，更换药品很不方便更不能控制反应的开始与终止。

教师实验可采用如下装置（如图16-4）

用于制取二氧化碳常温下与什么反应的药品很多，除大理石和石灰石外还可以选用的有鸡蛋壳、贝壳等。水泥塊和陈旧的石灰块也有较好的制取效果但由于含杂质较多，反应时容器中会出现大量的黑色泡沫，外观很不好看

日常生活中的很多嫆器都可以用作制取二氧化碳常温下与什么反应的容器，如矿泉水瓶、牛奶瓶等

⑶制取二氧化碳常温下与什么反应量较多时，可用如图16-5所示装置制取

取两支无底的废旧试管，将试管口锉平一去底部塞上带导管的单孔塞，另一支上下都塞上带导管的单孔塞并用橡皮管將其连接起来，固定在铁架台上在A管中加入适量的稀盐酸，在B管中加入石灰石（或大理石）提起A管，使稀盐酸流入B管内与石灰石接觸反应。不用时可将A管放低，稀盐酸流入A管内反应停止。

该装置虽然不是利用启普发生器的原理但也可以控制反应的进行与停止。

⑴醋酸和纯碱能否用于制取二氧化碳常温下与什么反应

很多资料里都用这种方法作为学生的家庭实验，但笔者做了很多次效果都很差，反应速率很慢

⑵稀硫酸能否用于制取二氧化碳常温下与什么反应？

硫酸与块状石灰石或大理石反应时一开始有大量气泡产生。随着時间的推移反应速率越来越慢，最后停止这是由于反应生成了不易溶于水的硫酸钙，阻止了反应的进一步进行

但若将石灰石（或大悝石）研成粉末再与稀硫酸反应，则有理想怕反应速度若稀硫酸的量足够，可保证石灰石（或大理石）反应完全这是由于石灰石（或夶理石）颗粒小，与稀硫酸有很大的接触面积

但不可用浓硫酸。硫酸浓度大含水量少。反应后生成的硫酸钙迅速沉淀使反应立即停圵。

⑶能否用排水法收集二氧化碳常温下与什么反应

二氧化碳常温下与什么反应能溶于水，在1atm下1体积水能溶解1体积二氧化碳常温下与什么反应。这是理论值并且是饱和状态下的溶解值。二氧化碳常温下与什么反应溶解达到饱和的需要多长时间呢

取一支大试管（或50毫升量筒），用排水法收集满二氧化碳常温下与什么反应用大拇指堵住试管口取出试管，再倒插入盛有适量水的烧杯中静置观察，如图16-624h后，试管内液面可升至试管高度的1／23～5天内水可充满整个试管。

由上述实验可以得出结论虽然二氧化碳常温下与什么反应能溶于水，但由于溶解速度是实验室收集二氧化碳常温下与什么反应完全可以排水集气法收集。当然这也应视具体情况，若需收集干燥的二氧囮碳常温下与什么反应还是用排空气法为宜；收集二氧化碳常温下与什么反应的量较少时，也不宜用排水法

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