實驗室制取二氧化碳新方法

夏立先

實驗室制取二氧化碳的傳統方法為：用塊狀石灰石與稀鹽酸反應。教師、教輔都強調，不能用石灰石與稀硫酸反應制取二氧化碳，原因是二者反應生成的硫酸鈣是微溶物，覆蓋在石灰石表面，阻止了后續反應的進行。事實果真如此嗎？ 經試驗，塊狀石灰石不宜與稀硫酸反應制取二氧化碳，但粉狀石灰石卻宜與稀硫酸反應制取二氧化碳，并且通過對比實驗發現，稀硫酸可替代稀鹽酸制取二氧化碳。具體情況如下。

一、實驗裝置（如圖1所示）

二、實驗步驟

稱取2 g粉狀石灰石，加入錐形瓶中，向分液漏斗中加入20 mL 2 mol·L-1鹽酸（或20 mL

1 mol·L-1硫酸溶液），按上述裝置連接好后，打開分液漏斗活塞，將酸液快速全部放出后關閉活塞，不斷振蕩錐形瓶至反應完畢，產生的二氧化碳收集到礦泉水瓶中。反應結束后，將伸入礦泉水瓶中的橡皮管取出，在水下擰緊礦泉水瓶蓋，移出水面后正立，打開瓶蓋，用滴定管向礦泉水瓶中滴水至充滿水，記錄滴入水的體積，再減去20 mL，即為收集到的二氧化碳體積。

三、實驗結果及分析

1.實驗結果（見表1，23℃測定）

實驗序號粉狀石灰石質量酸液體積及濃度產生氣體速率收集到二氧化碳體積

12 g20 mL 2 mol·L-1鹽酸較快336 mL

22 g20 mL 2 mol·L-1鹽酸較快337 mL

32 g20 mL 1 mol·L-1硫酸較快298 mL

42 g20 mL 1 mol·L-1硫酸較快298.5 mL

2.數據分析

從收集到的二氧化碳體積可知，用稀硫酸比用稀鹽酸產生的二氧化碳要少約10%，說明有約10%碳酸鈣受到硫酸鈣的覆蓋。總的來說，二者相差不大。

四、實驗優點

1. 粉狀石灰石易得。普通建材商店多有出售，它的俗名叫“老粉”，與膠水混合后可用來粉飾墻壁。

2. 粉狀石灰石價格低廉，每包（25 kg）10元。

3.用稀硫酸制取的二氧化碳純度比較高，不需要除雜。

4.制取同樣多的二氧化碳，使用硫酸的價格比鹽酸的要便宜得多。

5.制取二氧化碳的速率可通過滴入酸的速率及酸的濃度進行控制。

五、實驗結論及啟示

實驗結論：實驗室制取二氧化碳，完全可以用粉狀石灰石與稀硫酸反應制取。

啟示：物質的顆粒大小，影響物質的性質；改變物質的顆粒大小，可以改變物質的某些性質。

（收稿日期：2014-07-15）