二氧化碳实验室制取方法
发布时间:2020-03-28 22:11:00
一、大理石与稀盐酸反应制取
1、口诀
实验室制二氧碳,大理石与稀盐酸。两种苏打皆不用,速度太快控制难。
不用硫酸代盐酸,镁盐不如钙盐廉。硝酸见光易分解,验满瓶口火不燃。
2、反应用品
大理石或石灰石(主要成分是CaCO₃)和稀盐酸。(实验室制二氧碳,大理石与稀盐酸)
3、反应原理-反应方程式:
4、实验室二氧化碳制取装置,固-液不加热型(如图)。
由于二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,所以采用向上排空气法。
6、检验方法
将生成的气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,证明该气体为二氧化碳。
7、验满方法
用燃着的木条被在集气瓶口(不能伸入瓶内),如果火焰熄灭,证明已集满。
8、注意事项
①反应时可能挥发出的氯化氢(HCl)气体,可通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液除去生成气体中的氯化氢气体。
②必要时可用装有浓硫酸的洗气瓶除去生成气体中水蒸气。
③不能用碳酸钙和浓盐酸反应,原因:浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体,使碳酸氢钠无法完全去除,制得的二氧化碳纯度会下降。
④在实验室中是用大理石(CaCO₃)和稀盐酸反应来制取二氧化碳。
⑤不能用Na₂CO₃(苏打)和NaHCO₃代替CaCO₃(小苏打)跟盐酸反应来制取二氧化碳,原因:Na₂CO₃和NaHCO₃跟盐酸反应的速度太快,产生的二氧化碳很快逸出,不易控制,也不便于操作。(两种苏打皆不用,速度太快控制难)
⑥不能用稀硫酸代替盐酸,原因:稀硫酸跟大理石(CaCO₃)反应会生成了微溶入水的硫酸钙(CaSO₄)沉淀覆盖在大理石的表面上,阻碍了反应的继续进行,而使反应非常缓慢。(不用硫酸代盐酸)
⑦不能用MgCO₃(镁盐)代CaCO₃(钙盐),原因:虽然MgCO₃跟盐酸与CaCO₃跟盐酸反应相似,但由于MgCO₃的来源较少,不如CaCO₃廉价易得。(镁盐不如钙盐廉)
⑧不能用硝酸代替盐酸,原因:硝酸见光易分解,方程式如下图
若用硝酸代替盐酸,则制得的CO₂中就会有少量的NO₂和O₂。此外,硝酸的价格较盐酸贵,故通常不用硝酸代替盐酸。(硝酸见光易分解)
⑨因为二氧化碳能灭火,故可以将燃着的火柴置于集气瓶口检验,若火焰熄灭,则证明二氧化碳已经充满了集气瓶。(鉴别火柴不能燃)
二、加热使碳酸氢钠分解制取
将碳酸氢钠充分干燥后装入硬质玻璃管中,在管口处装填玻璃棉后封闭,用抽气泵抽真空。然后,加热使碳酸氢钠分解。最初发生的二氧化碳可放掉。分解产生的气体需导入用冰冷却的导管中,使气体中的水蒸气冷凝下来,再将气体先后导入分别装有氯化钙和五氧化二磷的U形管中使其干燥。100℃时,碳酸氢钠的分解压为97.458kPa,120℃时为166.652kPa。
三、其他制法
小苏打(主要成分是碳酸氢钠)和白醋混合在一起时,发生复分解反应,放出二氧化碳气体,相应的化学反应方程式为:
四、工业二氧化碳输送设备
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