1、实验五 二氧化碳的实验室制法和性质一、实验目的1、熟悉启普气体发生器的结构、使用方法。2、熟悉洗涤、干燥气体的装置。3、掌握实验室制取二氧化碳的原理。4、加深对二氧化碳的性质的认识，了解二氧化碳的用途。二、实验用品仪器：启普气体发生器、洗气瓶、干燥管、磨口锥形瓶、烧杯、试管、集气瓶、酒精灯、试管夹固体药品：石灰石、无水氯化钙液体药品: HCl(6molL-1)、NaHCO 3 (1molL-1)、CuSO (1molL-1)、石蕊试液、澄清的石灰水、蒸馏水4材料：玻璃棉、玻璃管、橡皮管、蜡烛、木条、火柴、玻璃片三、基本操作1. 启普气体发生器的安装和使用方法 启普气体发生器是由一个葫芦状的玻璃
2、容器和球形漏斗组成的，如图 5-1 所示。葫芦状的容器（由球体和半球体构成）底部有一液体出口，平常用玻璃塞（有的用橡皮塞）塞紧。球体的上部有一气体出口，与带有玻璃旋塞的导气管相连，如图 5-2 所示。移动启普气体发生器时，应两手握住球体下部，切勿只握住球形漏斗，以免葫芦状容器落下而打碎。启普气体发生器不能受热，装在发生器的固体必须是颗粒较大或块状的。 装配 在球形漏斗颈和玻璃旋塞磨口处涂一薄层凡士林油，插好球形漏斗和玻璃旋塞，转动几次，使其严密。 检查气密性 开启旋塞，从球形漏斗口注水至充满半球体时，关闭旋塞。继续加水，待水从漏斗管上升到漏斗球体内，停止加水。在水面处做一记号，静置片刻，如水面
3、不下降，证明不漏气，可以使用。 加试剂 在葫芦状容器的球体下部先放些玻璃棉（或橡皮垫圈） ，然后由气体出口加入固体药品。玻璃棉（或橡皮垫圈）的作用是避免固体掉入半球体底部。加入固体的量不宜过多，以不超过中间球体容积的 1/3 为宜，否则固液反应激烈，酸液很容易被气体从导管冲出。再从球形漏斗加入适量稀酸（约 6molL-1） 。 发生气体 使用时，打开旋塞，由于中间球体内压力降低，3/酸液即从底部通过狭缝进入中间球体与固体接触而产生气体。停止使用时，关闭旋塞，由于中间球体内产生的气体增大压力，就会将酸液压回到球形漏斗中，使固体与液体不再接触而停止反应。下次再用时，只要打开旋塞即可。使用非常方便，
4、还可通过调节旋塞来控制气体的流速。 添加或更换试剂 发生器中的酸液长久使用会变稀。换酸液时，可先用塞子将球形漏斗上口塞紧，然后把液体出口的塞子拔下，让废液缓缓流出后，将葫芦状容器洗净，再塞紧塞子，向球形漏斗中加入酸液。需要更换或添加固体时，可先把导气管旋塞关好，让酸液压入半球体后，用塞子将球形漏斗上口塞紧，再把装有玻璃旋塞的橡皮管取下，更换或添加固体。实验结束后，将废液倒入废液缸内（或回收） ，剩余固体倒出洗净回收。仪器洗涤后，在球形漏斗与球形容器连接处以及在液体出口和玻璃塞之间夹一纸条，以免时间过久，磨口粘结一起而拔不出来。2、气体的净化和干燥实验室制备的气体常常带有酸雾和水汽。为了得到比较
5、纯净的气体，酸雾可用水或玻璃棉除去；水汽可用浓硫酸、无水氯化钙或硅胶吸收。气体的净化和干燥使用的仪器有：洗气瓶、干燥塔、U形管、干燥管等。液体装在洗气瓶内，无水氯化钙或硅胶装在干燥塔或 U 形管内，玻璃棉装在 U 形管或干燥管内。不同性质的气体应根据具体情况，分别采用不同的洗涤液和干燥剂进行处理。如：用来干燥 H2、CO 2 、N 2的试剂有P2O5、H 2SO4（浓）等。3. 气体的收集方法 用向上排气法收集，见实验一 表 2-1四、实验原理（一） 二氧化碳的制取CaCO 32HClCaCl 2H 2OCO 2 (二) 二氧化碳的性质1. 一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，也不供给
6、呼吸。2. 二氧化碳使紫色石蕊试液等指示剂变色3. 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，当通入过量的二氧化碳时，溶液又变清。 反应方程式 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H 2OCaCO3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2五、实验内容（一）二氧化碳的制取1、按图 5-3 所示装配好制取二氧化碳的实验装置图。因石灰石中含有硫，所以在气体发生过程中有硫化氢、酸雾、水汽产生，必须净化、干燥气体。净化、干燥气体方法：将气体通过硫酸铜溶液、碳酸氢钠溶液以及无水氯化钙除去硫化氢、酸雾和水汽。在启普气体发生器中产生二氧化碳气体，经过净化、干燥后通入集气瓶（锥形瓶）中备用。由于二氧化碳气体略重于空气，所以
7、必须把导管插入瓶底。（二）二氧化碳的性质1、把一只短蜡烛固定在烧杯的铁架上，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯缓慢倾到二氧化碳（如图 5-4） 。观察有什么现象发生。2、取一只试管，注入少量澄清的石灰水，通入二氧化碳，观察有什么现象发生？为什么？当继续通入过量二氧化碳时，溶液又发生什么变化？为什么？3、另取一只试管（饮料瓶） ，加入 2 ml蒸馏水，滴入 1-2 滴石蕊试液，观察溶液的颜色。通入二氧化碳，观察溶液的颜色有没有变化？取出导气管，盖上瓶盖，用劲摇匀，再观察有什么现象发生？给试管加热（若是饮料瓶，将溶液转入试管中） ，观察溶液的颜色有没有变化？为什么？五、思考题： 1、指出实验装置图中各部分的作用并写出有关反应方程式。2、二氧化碳的实验室制取装置图还可以用于哪些气体的制取？附注：实验室制取二氧化碳的简易装置参考文献：1、 无机化学实验（第三版） 北京师范大学无机化学教研室等编 高等教育出版社2、 无机化学（第三版） 北京师范大学无机化学教研室等编 高等教育出版社3、义务教育课程标准实验教科书化学 课程教材研究所等编 人民教育出版社
