实验室制取二氧化碳以及其性质的探究

二氧化碳的制取与性质

尚云龙10111550142 班级：1班小组成员：刘堃陈善旭尚云龙

一、实验目的

1. 学习组装用启普发生器进行石灰石（或大理石）与盐酸反应制取二氧化碳的实验装置，并能制取和收集二氧化碳；

2. 通过实验探究二氧化碳的性质。

二、实验用品

石灰石（或大理石）、稀盐酸、紫色石蕊试液，澄清石灰水，蜡烛、镁带、砂纸、木条、烧杯、集气瓶、启普发生器、试管、导管、乳胶管、单孔橡皮塞、试管夹、酒精灯、玻璃片、火柴。

三、实验过程

实验步骤实验现象实验结论

（1）检查装置的气密性关闭导气管上的活塞，从球

形漏斗口处加入水，当水浸

没球形漏斗下端后，继续加

入水，球形漏斗内外会出现

液面差，观察液面，在一段

时间内不发生变化，表明气

密。

装置气密性良好

（2）在启普发生器中加入

石灰石，倒入稀盐酸，通过

控制出气口开关来控制反

应发生速率。用集气瓶收集

产生的二氧化碳气体（排水集气）。块状颗粒溶解，液面上升，

有大量气泡产生，集气瓶收

集到无色透明气体

启普发生器通过调节出气

阀门控制反应速率，气体即

产即收，大理石与稀盐酸生

成了二氧化碳。

CaCO3 + 2H+ ==Ca2+ + H2O +

CO2↑

（3）将二氧化碳气体通入盛有澄清石灰水的试管中。澄清石灰水变白色浑浊，持

续通入大概3分钟以上，白

色浑浊程度降低（变澄清）

持续通入15分钟仍然没有

变完全澄清，倒出液体，发

现有白色固体附着在试管

先生成碳酸钙沉淀，持续通

入二氧化碳又与碳酸钙生

成碳酸氢钙（可溶）。

(1)CO2+Ca(OH)2=CaCO3+

H2O

(2)CaCO3+H2O+CO2=Ca(H

壁上CO3)2

（4）先用砂纸打磨镁带，点燃镁带，迅速用镊子放入收集满二氧化碳的集气瓶内，观察现象。强光，镁带剧烈燃烧，火星

四溅，生成黑白相杂固体

二氧化碳也可以支持燃烧，

生成的白色固体是氧化镁，

黑色固体是碳。

2Mg+CO2=2MgO+C

（5）将二氧化碳气体通入盛有紫色石蕊试液的试管中，观察现象。分别往装有自来水，蒸馏水的试管内滴入等量的（2滴）石蕊试液，观察现象，在分别用PH试纸测试自来水和蒸馏水的PH值。石蕊蒸馏水溶液呈蓝紫色

石蕊自来水溶液呈浅红色

石蕊试液通入二氧化碳由

蓝紫色变成粉红色

蒸馏水PH=6.4

自来水PH=6.7

二氧化碳的水溶液（碳酸）

呈酸性，石蕊遇酸变红，自

来水呈弱酸性（氯气消毒），

蒸馏水应该是中性，但是PH

试纸检测与事实不符。

（6）把收集好的一瓶二氧化碳气体缓缓倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中。蜡烛熄灭顺序：由下及上，说明：1.通常情况下二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；

2.二氧化碳密度比空气。。

四、问题讨论

（一）制取CO2注意事项:

1.二氧化碳溶于水，一般情况下不采用用排水法，但是由于1体积水大概只能溶解1体积二氧化碳，用排水法可以制得较纯净的二氧化碳，且避免了验满操作。

2.二氧化碳也可以用向上排空气法（因为二氧化碳溶于水，但密度比空气大）。

3.在二氧化碳的试验中不用Ca(oH)2，因为二氧化碳易溶于氢氧化钙的缘故。

4.不能用碳酸钠（或大理石粉末）代替碳酸钙（大理石），因为反应速率太快，不易控制。

5.实验成败的关键在于装置气密性一定要好。

（二）实验室制取二氧化碳时，为什么最好选用稀盐酸?

答：如果用稀硫酸和大理石或石灰石反应，有关化学方程式为：

CaCO

3+H

2

SO

4

=CaSO

4

+H

2

O+CO

2

↑，结果生成微溶性固体硫酸钙，它覆盖在大理石或石

灰石表面，使酸与大理石或石灰石脱离接触，导致反应太缓慢。

如果用硝酸与大理石或石灰石反应，由于硝酸是一种不稳定性的酸，在见光或受

热时易分解：4HNO

3＝4NO

2

↑＋O

2

↑＋2H

2

O，从而使制得的CO

2

中混有NO

2

和O

2

等杂质。

如果用浓盐酸和大理石或石灰石反应，由于浓盐酸具有挥发性，使制得的CO

2

中

混有较多的氯化氢气体。

用稀盐酸和大理石或石灰石反应，所得CO

2

气体平稳，气体又较为纯净，所以选

用稀盐酸制CO

2

最合适。

（三）实验室能用启普发生器制备的气体有哪些共同性？

用启普发生器来制取的气体必须符合以下三个条件：（1）块状固体和液体反应产生气体；（2）生成的气体难溶于水；（3）反应不需加热。

（四）没有解决的问题：自来水使紫色石蕊变浅红色说明自来水呈弱酸性，但是用PH试纸检测蒸馏水呈酸性，而蒸馏水却没有使石蕊变红。