《二氧化碳制取的研究》 讲义

《二氧化碳制取的研究》讲义
一、二氧化碳的重要性
在我们的日常生活和科学研究中，二氧化碳是一种非常重要的物质。

它在许多领域都有着广泛的应用，比如在工业生产中用于制造碳酸饮料、消防灭火等；在农业中，二氧化碳是植物光合作用的重要原料；
在科学研究中，它也是许多实验和分析的关键成分。

因此，掌握二氧
化碳的制取方法对于我们理解和应用这一物质具有重要意义。

二、二氧化碳的性质
在研究二氧化碳的制取之前，我们先来了解一下它的性质。

二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。

在
一定条件下，二氧化碳会变成固体，也就是我们常说的“干冰”。

从化学性质上来说，二氧化碳一般情况下比较稳定，但在特定条件
下也能发生化学反应。

例如，它能与水反应生成碳酸，能与碱溶液反
应生成碳酸盐和水。

三、二氧化碳的制取方法
1、实验室制取二氧化碳
（1）药品
实验室制取二氧化碳通常使用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应。

大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙（CaCO₃），稀盐酸的溶质是氯化氢（HCl）。

（2）反应原理
碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙（CaCl₂）、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃＋ 2HCl ＝ CaCl₂＋ H₂O ＋ CO₂↑
（3）实验装置
实验室制取二氧化碳的装置包括发生装置和收集装置。

发生装置：一般选择“固液不加热型”装置，由长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡皮塞等组成。

长颈漏斗用于添加稀盐酸，锥形瓶用于盛放大理石或石灰石。

收集装置：由于二氧化碳能溶于水且密度比空气大，所以通常采用向上排空气法收集，使用的仪器是集气瓶。

（4）实验步骤
①连接仪器，检查装置的气密性。

②将大理石或石灰石放入锥形瓶中。

③通过长颈漏斗向锥形瓶中加入稀盐酸。

④用向上排空气法收集二氧化碳。

⑤检验二氧化碳是否收集满。

（5）检验与验满
检验：将生成的气体通入澄清石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。

化学方程式为：CO₂＋ Ca(OH)₂＝
CaCO₃↓ ＋ H₂O
验满：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已经收集满。

2、工业制取二氧化碳
工业上制取二氧化碳的方法是高温煅烧石灰石，化学方程式为：CaCO₃＝高温= CaO ＋ CO₂↑
四、制取二氧化碳的注意事项
1、药品的选择
（1）不能用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石，因为碳酸钠粉末与稀盐酸反应速率太快，不易控制。

（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与大理石或石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石或石灰石表面，阻止反应的进一步进行。

2、装置的气密性
在实验前一定要检查装置的气密性，防止气体泄漏影响实验结果。

3、气体的净化
如果制取的二氧化碳中含有氯化氢气体和水蒸气，可以通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，通过浓硫酸除去水蒸气。

4、操作规范
在添加药品时要先加固体后加液体，长颈漏斗的末端要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。

五、二氧化碳制取的应用与拓展
1、二氧化碳的制取在环保领域的应用
例如，通过捕捉和利用工业生产中排放的二氧化碳，可以减少温室气体的排放，有助于应对全球气候变化。

2、新的制取技术和研究方向
随着科技的不断发展，科学家们正在探索更加高效、环保和经济的二氧化碳制取方法，如利用可再生能源驱动的化学反应制取二氧化碳等。

六、总结
通过对二氧化碳制取的研究，我们了解了实验室和工业制取二氧化碳的方法、原理、装置以及注意事项。

掌握这些知识不仅有助于我们在实验中成功制取二氧化碳，还能让我们更好地理解化学反应和物质的性质，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

希望大家通过本次学习，能够对二氧化碳的制取有更深入的理解和认识，并且能够在实际操作中熟练运用所学知识。