《二氧化碳的制备与利用》考点精粹

实验室制取二氧化碳的药品选择

利用大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙）和稀盐酸反应来制取二氧化碳，因反应速率适中，原料廉价易得，所以在实验室里普遍使用此原料制备二氧化碳。

注意

①不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出$HCl$气体，导致得到的$CO _ {2}$不纯。②不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石（或石灰石）反应生成微溶于水的硫酸钙，碗酸钙会附着在大理石（或石灰石）的表面，阻止反应继续进行，不能连续、大量地制得$CO _ {2}$气体。③不能选用碳酸钠等纯净物的粉末代替石灰石，因为反应太剧烈，反应速率太快，产生的气体不便于收集。

拓展

工业上制取二氧化碳的方法、原理：高温煅烧石灰石生成石灰石$( CaO )$和二氧化碳：$CaCO _ {3} \stackrel {\text {高温}} {=}CaO+ CO _ {2} \uparrow$。

实验室制取二氧化碳的反应原理

实验室制取二氧化碳的反应原理为$CaCO _ {3} + 2 HCl = CaCl _ {2} + H _ {2} O +CO _ {2} \uparrow $。

确定实验室制取气体的反应原理要考虑该反应是否易操作、原料是否易得、生成的气体是否易收集、反应条件是否易达到等因素。

实验室制取二氧化碳的装置

（1）发生装置

①选择依据：反应物的状态和反应条件。

②选择装置：实验室制取CO₂所用反应物是固体与液体，反应条件是常温，属于固＋液→气型，发生装置与用双氧水和二氧化锰制取O₂的装置相似，如图所示，A为简易装置，可制取少量气体，B装置使用了长颈漏斗，便于添加液体；C装置添加了多孔塑料片或橡胶片，可使反应即开即停；D装置使用分液漏斗，除了便于添加液体外，还能利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率。

（2）收集装置

①选择依据：气体的密度和溶解性。

②选择装置：CO₂能溶于水且能与水反应，不宜用排水法；密度大于空气，只能用向上排空气法。

说明

①B中长颈漏斗下端管口必须插到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出；A中导管伸入发生装置内不能太长，更不能插到液面以下。

②导管伸入集气瓶时，末端必须插到集气瓶底，便于排净集气瓶内的空气，使收集到的CO₂气体更纯净。

实验室制取二氧化碳气体

1. 实验室制取气体的一般思路

2. 实验室制取二氧化碳气体

（1）药品：大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）与稀盐酸。

（2）原理：$CaCO _ {3} + 2 HCl = CaCl _ {2} + H _ {2} CO _ {3}$

碳酸钙氯化钙碳酸

碳酸不稳定，在常温下就可以分解生成二氧化碳和水。

$H _ {2} CO _ {3} = H _ {2} O + CO _ {2} \uparrow$

总的化学方程式是：

$CaCO _ {3} + 2 HCl = CaCl _ {2} + CO _ {2} \uparrow + H _ {2} O$

3. 发生装置与收集裝置的选择

	实验室制取二氧化碳气体
药品	稀盐酸与大理石（或石灰石）
反应物的状态	稀盐酸为液体，大理石（或石灰石）为固体
反应条件	常温
发生装置
气体性质	相同条件下密度比空气大
	能溶于水且与水发生反应
收集装置

4. 制取步骤