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二氧化碳裝置氣密性檢查方法

生活 更新时间:2025-08-19 07:20:10

二氧化碳裝置氣密性檢查方法(二氧化碳氣體制取的關鍵在于掌握)1

二氧化碳氣體在生活和生産中具有重要的用途:滅火、植物的光合作用、化肥等。工業上制取大量的二氧化碳主要是采用高溫煅燒石灰石産生的副産品。實驗室主要是采用石灰石與稀鹽酸反應來制取。《中考化學》中要求學生掌握二氧化碳氣體的實驗室制取方法,這也是中考化學裡經常出現的考點知識。通過對近幾年全國中考化學試卷中關于“制取二氧化碳”知識考點分析,發現考生失分較多;其大部分失分的地方主要是關于“反應原理、裝置圖、檢驗和驗滿”知識。根據本人從事化學教學多年的經驗,對該知識進行了分析,隻要掌握“原、密、裝、集、驗、滿、拆”七字精髓,就能夠很好地掌握二氧化碳的實驗室制取的相關知識。下面就該知識進行詳細闡述。

1、“原”-實驗室制取二氧化碳氣體的反應原理,選擇合适的藥品是關鍵。

如何設計實驗室制取氣體的方法,首先要考慮的是制取該氣體的反應原理,反應原理就是選擇什麼藥品質來制取氣體。

①為什麼不用碳酸鈣:實驗室制取二氧化碳的藥品一般不用碳酸鈣,主要是碳酸鈣的純度較高,與稀鹽酸反應的很劇烈,産生氣體的速度過快,不利于氣體的收集。故制取二氧化碳氣體時,不宜用純淨的碳酸鈣作反應藥品。

②為什麼不用濃鹽酸:鹽酸是氯化氫氣體的水溶液,是揮發性酸,而且濃度越高揮發性越強。實驗室制取提取氣體的純度要求較高,如果用濃鹽酸作為制取二氧化碳的藥品,則會因為濃鹽酸的強揮發性,導緻收集的二氧化碳氣體中有大量的氯化氫氣體,故不宜用濃鹽酸來制取二氧化碳氣體。

③為什麼不用稀硫酸:實驗室制取二氧化碳時,不采用稀硫酸作為反應的酸;因為稀硫酸與石灰石反應時,生成的硫酸鈣微溶于水,會以“絮狀物”的形式粘附在反應物石灰石的表面,将石灰石與稀鹽酸隔離開來,反應速度會逐漸減慢直至停止,不利于氣體的制取。

2、“密”-制取裝置的氣密性,是制取二氧化碳氣體的前提條件。

實驗室制取任何氣體,都需要先檢查整套儀器的組裝接口是否緊密,會不會漏氣。如果裝置密封性不好,則産生的氣體将會逸散到空氣中,導緻無法收集到反應的氣體。如何檢查裝置的氣密性是否良好呢?我們先要把整套裝置連接好,把導氣管的一端深入到水中,用雙手緊握反應容器(燒瓶、錐形瓶或大試管)。如果有氣泡冒出,松開手後導氣管中有一端水柱,則說明裝置的氣密性良好,具體操作如下圖所示。

二氧化碳裝置氣密性檢查方法(二氧化碳氣體制取的關鍵在于掌握)2

3、“裝”-裝入藥品,“先固、後液”是制取二氧化碳氣體的要點。

實驗室制取二氧化碳氣體的第三步是将費用藥品裝入反應容器裡。這裡要特别注意裝入藥品的順序和方法。

首先,裝入固體藥品,粉末狀的固體可以用鑰匙或紙槽。将粉末狀的反應固體物裝入鑰匙或紙槽中,再将反應容器傾斜,小心将藥品送入反應容器底部,再将反應容器慢慢豎起,讓藥品緩緩滑入反應容器底部。如果反應物是塊狀固體,則要用鑷子夾取,慢慢送入傾斜的容器底部,再慢慢豎起容器。

二氧化碳裝置氣密性檢查方法(二氧化碳氣體制取的關鍵在于掌握)3

其次,就是要加入反應的液體藥品。如果反應裝置中用的是長頸漏鬥,則液體藥品需要從長頸漏鬥口加入。加入液體後,立刻塞好帶導管的瓶塞,并把導管的另一端深入集氣瓶中。液體藥品的添加方法如圖所示。

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4、“集”-是收集氣體,實驗室制取二氧化碳氣體收集方法的選擇是關鍵。

常見氣體的收集方法有兩種:排水法(氣體不溶于水和不與水反應)、排空氣法氣體的相對分子質量與空氣的平均相對分子質量相差>2)。排水法收集氣體的優點為收集的氣體中雜質較小,純度很高;但是所收集到的氣體濕度較大,如果要制取幹燥的氣體,則需要再加裝一個幹燥氣體的儀器裝置。排空氣法收集氣體的優點就是氣體幹燥,但是得到的氣體純度不高。排空氣法收集氣體時,要根據所收集氣體的密度大小來選用不同的排空氣法:向上排空氣法-氣體密度大于空氣密度、向下排空氣法-氣體密度不空氣小

二氧化碳氣體能夠溶于水,而且與水反應,所以不能夠用排水法來收集;隻能用排空氣法來收集,由于二氧化碳的密度比空氣的密度大,故采用向上排空氣法來收集。


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5、“驗”-是指二氧化碳氣體的檢驗方法

實驗室制取氣體時,如何知道所産生的氣體就是我們需要的氣體呢?這就需要對制取到的氣體進行檢驗,實驗室檢驗二氧化碳的方法通常是用澄清的石灰水。具體操作為:将生成的氣體導入澄清的石灰水,如果澄清的石灰水變渾濁,則證明生成的氣體是二氧化碳

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6、“滿”-是指如何檢驗二氧化碳是否收集滿。

如果采用排水法收集氣體,可以通過觀察集氣瓶中的水是否排完。排完了集氣瓶中的水,則證明收集滿了氣體;或是觀察是否有氣泡從集氣瓶口冒出。

對于采用排空氣法收集氣體,則無法較明顯地觀察到是否收集滿;需要通常其它方法來驗滿。如何來檢驗二氧化碳是否收集滿呢?可以将一根燃着的火柴平放在瓶口,如果火柴熄滅就證明二氧化碳氣體收集滿了。這裡一定要注意,燃着的火柴要放在瓶口,不能夠伸入集氣瓶中,否則無法判斷是否收集滿二氧化碳氣體,具體操作如下圖所示。

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7、“拆”-是拆卸二氧化碳氣體制取裝置。

實驗完畢後拆除儀器裝置,對于制取二氧化碳的制取和收集裝置的拆除沒有特别的要求。隻要按照實驗室儀器的正确拆除步驟即可,其步驟與組裝儀器正好相反:先右後左、先上後下

《實驗室制取二氧化碳》這一章節的知識是每年中考的重點,對于初學者來說有一定的難度,隻要把握“原、密、裝、集、驗、滿、拆”七字,就可以做到在中考化學試卷中關于“二氧化碳的制取”知識點的題目不失分。

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