水玻璃与二氧化碳反应(初三化学上册，稀盐酸或稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳实验讲解)

二氧化碳的实验室制取方法是中学化学学习的重点，主要是通过盐酸与大理石反应制取二氧化碳，也可通过稀硫酸与大理石在加热条件下反应来制取二氧化碳（一般不采用此方法），具体如下：

一、盐酸与大理石反应制取二氧化碳

1、实验原理：稀盐酸与大理石（主要成分：碳酸钙）生成二氧化碳、氯化钙和水。

文字表达式与化学方程式如下：

2、试验仪器与药品

仪器：锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶

药品：大理石：块状固体，由碳酸钙（主要成分）和杂质组成，杂质不与盐酸反应。

稀盐酸：氯化氢（化学式：HCl）与水的混合物，具有挥发性，会释放出少量的氯化氢（HCl）气体。

• 提问：为什么用稀盐酸而不用浓盐酸？
• 答：因为浓盐酸挥发性很强，会释放出大量氯化氢（HCl）气体，使生成的二氧化碳气体中混入大量的氯化氢气体，导致生成的二氧化碳不纯净。

3、实验步骤

3.1、组装设备，检查装置气密性

装置气密性检查（注水法）：组装好设备，打开弹簧夹，向长颈漏斗中加入水，待长颈漏斗下端浸没在水中时，夹紧弹簧夹，继续向长颈漏斗中加入水，长颈漏中的水高出锥形瓶内部水面形成液面差，停止加水，观察长颈漏中的液面不变化，说明气密性良好。

3.2、加入药品

组装好实验仪器，如下图：

先在锥形瓶中加入大理石，塞紧瓶塞，向长颈漏斗的倒入稀盐酸，长颈漏斗的下端必须浸没在液体中，将长颈漏斗液封，防止生成的气体从长颈漏斗中跑出。

3.3、生成气体的检验

将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体为二氧化碳气体。

3.4、气体收集

用向上排空气法收集二氧化碳气体，将集气瓶瓶口朝上，正放在实验台上，导管插入瓶底，用毛玻璃片盖住部分瓶口，通入二氧化碳气体，一段时间后，用燃着的木条，放到集气瓶口，木条熄灭，说明二氧化碳已收集满，拿出导管，平移推动玻璃片，将集气瓶口全部盖上，正放在实验台上。

3.5、实验现象

锥形瓶中大理石逐渐溶解，溶液中有气泡冒出。

4、实验反思

4.1、提问：稀盐酸与大理石反应制取的二氧化碳气体中会混有哪些气体？

答：因稀盐酸具有挥发性，会释放出氯化氢（HCl）气体。另稀盐酸中有水，二氧化碳从溶液中出来，会带有水蒸气。所以生成的二氧化碳中混有氯化氢（HCl）和水蒸气。

4.2、除去二氧化碳中混有氯化氢（HCl）和水蒸气的方法:

在发生装置与收集装置中加入除去氯化氢（HCl）和水蒸气的装置，如下图：

• 饱和碳酸钠溶液：用于除去氯化氢（HCl）气体，氯化氢与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳和水，且二氧化碳不易溶于饱和碳酸氢钠溶液，所以氯化氢被除去，不会影响二氧化碳生成量。

• 浓硫酸溶液：用于除去水蒸气，浓硫酸具有吸水性，可以将二氧化碳中的水蒸气除去。

注意：生成的二氧化碳气体要先通过饱和碳酸氢钠溶液再通过浓硫酸，顺序不可颠倒。若先通过浓硫酸再通过饱和碳酸氢钠溶液，水蒸气无法除掉，最终二氧化碳中含有水蒸气。

二、稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳

1、实验原理：在加热条件下稀硫酸与大理石（主要成分：碳酸钙）生成二氧化碳、硫酸钙和水。

2、试验仪器与药品

仪器：圆底烧瓶、分液漏斗、石棉网，导管、集气瓶、酒精灯、铁架台

药品：大理石：块状固体，主要成分：碳酸钙，其他为杂质，杂质不与盐酸反应。

稀硫酸：H2SO4与H2O的混合物。

3、实验步骤

3.1、组装设备，检查装置气密性（同上）；

3.2、加入药品，同时向烧瓶中加入少量瓷片，防止加热过程中液体爆沸，点燃酒精灯加热；

3.3、气体收集与检验（同上）。

4、问题与解答

4.1、稀硫酸与大理石制取二氧化碳为什么要加热？

答：不加热时，刚开始稀硫酸与大理石能反应生成二氧化碳，但很快反应停止，因为反应过程中生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙附着在块状大理石的表面，阻止了稀硫酸与大理石的继续反应，导致反应停止。当加热时，温度上升硫酸钙溶解，稀硫酸与大理石就可以继续反应。

若将大理石制成粉末状，增加与稀硫酸的接触面积，在不加热的条件下也可反应。

4.2、为什么稀硫酸与大理石制取二氧化碳比稀盐酸与大理石反应制取的二氧化碳较纯净？

答：稀硫酸不具有挥发性，在反应中不会释放出其他气体，生成的二氧化碳中只混有水蒸气。而稀盐酸具有挥发性，释放出氯化氢气体，生成的二氧化碳中只混有氯化氢和水蒸气。