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实验室制取二氧化碳的原因(实验室制取二氧化碳的目的是什么)

导语:实验室制二氧化碳的十个为什么

1、为什么反应物选用大理石(CaCO3)而不选用碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸镁等碳酸盐?

碳酸钠、碳酸氢钠是固体粉末,易溶于水,与稀盐酸反应的速度很快,产生的CO2会很快逸出,不易控制,也不便于操作。因此一般不用碳酸钠、碳酸氢钠来制二氧化碳。而大理石呈块状,本身不溶于水,与稀盐酸的反应发生在大理石的表面,反应容易控制,能用启普发生器来制取。碳酸镁跟盐酸反应与碳酸钙跟盐酸反应的情况类似,但由于碳酸镁来源较少,价格也较大理石贵。因此,实验室常采用大理石或石灰石制二氧化碳。

2、为什么不能用硫酸或硝酸代替盐酸?

盐酸和大理石反应后,生成氯化钙易溶于水而脱离大理石表面,使反应能得以继续进行。但大理石或石灰石和硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,随着反应的进行,生成的硫酸钙就沉积在大理石或石灰石的表面,阻碍了反应的继续进行,使反应逐渐减慢乃至停止进行。所以不能用硫酸代替盐酸。

硝酸不仅是一种挥发性酸,而且是一种不稳定的酸,见光或受热要发生分解:

4HNO3=(见光或受热)4NO2↑

+O2↑+2H2O

因此,若用硝酸代替盐酸,制得的二氧化碳中就会混有NO2、O2,甚至HNO3。故通常不用硝酸代替盐酸。

3、为什么不用浓盐酸制二氧化碳?

盐酸是一种挥发性的酸,其浓度越大越易挥发,使制得的二氧化碳中会混入较多的氯化氢气体,既影响二氧化碳的纯度,同时也造成盐酸的浪费。故实验室制二氧化碳时用稀盐酸。但盐酸浓度太稀,反应速度太慢,故最好选用浓度为24%的稀盐酸。

4、为什么能用启普发生器制备二氧化碳?

实验室制二氧化碳符合使用启普发生器制取气体的条件:

①块状固体与液体反应;

②不需要加热;

③生成物中无难溶物(或微溶物);

④生成的气体难溶于水。

虽然1体积水能溶解0.878体积的CO2,但这个溶解度还是很小的,影响不大。

5、为什么长颈漏斗一定要插到液面以下?

简易装置中,长漏斗是用于加稀盐酸的。如果不将长颈漏斗管的下端插入液面下,反应所生成的气体就会从漏斗管向外逸出造成漏气。插入液面下,就起到了液封的作用,生成的气体就不能逸散。如果将长颈漏斗改为分液漏斗,因为分液漏斗具有开启和关闭的玻璃活塞,就不必将漏斗管插入液面之下。

6、为什么导出气体的导气管插入反应容器不能太深?

其原因是导管插入太深不利于容器内空气的排出以及气体的导出,使收集的气体不纯。一般导管导出气体的一端只需插出瓶塞1—2厘米左右,即稍微露出即可。

7、为什么可用向上排气法收集二氧化碳?

由于二氧化碳能溶于水,所以不能用排水集气法收集;又因为二氧化碳的密度比空气大,所以用向上排空气法收集二氧化碳。

8、为什么导气管要插到接近集气瓶的底部?

这样可以使瓶内空气排尽,使收集到的气体较纯净。

9、用排空气法收集如何证明集气瓶中二氧化碳已充满。

将燃着的火柴置于集气瓶口试验,火焰熄灭,证明瓶里二氧化碳已收集满。

10、怎样制得干燥纯净的二氧化碳?

实验室制取的二氧化碳,常常混有少量氯化氢和水汽。要制得纯净而干燥的二氧化碳,可将制得的气体通过盛饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去氯化氢,再通过盛浓硫酸的洗气瓶吸收其中的水汽,即可制得干燥纯净的二氧化碳。

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