怎么用向上排空气法收集CO2 及其化学方程式?

［实验室制取二氧化碳］知识归纳 一、反应原理CaCO3＋2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 二、仪器装置（如下图所示） 三、实验步骤“查”：检查装置的气密性。“装”：从锥形瓶口装大理石，塞紧塞子。“加”：从长颈漏斗（或分液漏斗）加入稀盐酸。“收”：收集气体。“验满”：用燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭证明已收集满。 四、收集方法用向上排空气法收集二氧化碳（因为二氧化碳密度比空气大）。不能用排水法收集二氧化碳（因为二氧化碳溶于水）。 五、注意事项装置注意事项：发生装置的导管露出塞子即可，不能伸入过长；长颈漏斗下端要伸入液面以下。操作注意事项：用向上排空气法收集二氧化碳时导管要伸入集气瓶底部。 六、实验室制取二氧化碳析疑 （一）为什么选用大理石或石灰石制取二氧化碳?答：大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙。碳酸盐跟酸起反应，一般都有二氧化碳生成。若选用可溶性的碳酸盐（如碳酸钠等），与酸反应速度过快，难以控制；若选用不溶性碳酸盐（如碳酸镁等），则其来源一般较少。大理石或石灰石与酸反应适中，其在自然界中含量也极其丰富，价格低廉。所以，选用大理石或石灰石制二氧化碳。 （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：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑，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：4HNO3＝ 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，从而使制得的CO2中混有NO2和O2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CO2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CO2气体平稳，气体又较为纯净，所以选用稀盐酸制CO2最合适。 （三）实验室制取二氧化碳装置，需要哪些仪器?使用时应注意什么事项？答：仪器有广口瓶（平底烧瓶、锥形瓶等）、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集气瓶。使用时应注意的事项有：（1）要用镊子夹取石灰石或大理石。装入广口瓶（平底烧瓶、锥形瓶等）时要注意“一横、二放、三竖”。（2）插入广口瓶（平底烧瓶、锥形瓶等）内的导管不能伸入液面以下，也不宜过长，只需刚刚露出塞子即可，这样才能有利于气体导出。（3）稀盐酸应从长颈漏斗加入，长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下，防止反应生成的气体从长颈漏斗逸出。（4）不能用酒精灯加热制CO2。（四）怎样证明生成的气体是二氧化碳?答：把产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，若石灰水变浑浊，则证明生成的气体是CO2。 （五）用什么方法收集二氧化碳?答：CO2能溶于水，故不能用排水法收集；CO2的密度比空气大，故采用向上排空气法收集CO2。 （六）怎样检验集气瓶里是否充满了二氧化碳?答：用一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条立即熄灭，则证明瓶内已充满CO2，否则说明CO2没有收集满。 （七）实验室里能否用启普发生器来制取二氧化碳？答：能。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。实验室制取CO2常用块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应，且反应不需加热，生成的CO2气体虽能溶于水，却难溶于稀盐酸。所以，能用启普发生器来制取CO2。

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