Question

18．某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种
药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO₂．请你参与探究并回答问题．
【提出问题】上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO₂？
【方案设计】大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO₂，你认为原因是浓盐酸有挥发性．
讨论后大家设计了如图1三个实验进行对比分析．

【实验与结论】
（1）请你填写实验报告中①、②处的内容．

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速放出大量气泡	反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳
B	产生气泡，速率迅速减慢，反应几乎停止．	无法持续产生CO2，不能用于实验室制取CO2
C	①反应较强烈，产生大量气泡	②适宜制取二氧化碳

（2）根据探究结论，实验室制取二氧化碳所发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
【拓展与迁移】
（1）由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等．请你再写出一种需要考虑的因素：操作简便．
（2）实验室制取二氧化碳，为了控制反应速率，可以采用哪种方式向反应容器中加入酸？用分液漏斗将酸滴加到反应容器中．
（3）图2是一种灭火器的工作原理示意图，其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO₂的理由是反应剧烈，产生大量气泡，导致容器内部气压迅速增大．

Answer 1

分析 根据浓盐酸挥具有挥发性，实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件是常温进行分析解答本题．

解答 解：【方案设计】因浓盐酸挥具有挥发性，使收集到的二氧化碳不纯，所以浓盐酸不适合用于实验室制取CO₂；
【实验与结论】（1）粒状大理石与稀盐酸，反应速率适中，便于气体的收集；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，所以制取二氧化碳的反应原理为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【拓展与迁移】B中反应产生硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应；C中稀盐酸与大理石反应产生大量气泡；反应速率适中，气体便于收集；
（1）在确定实验反应原理时时：要从原理是否科学、严谨、合理，装置和操作是否安全、简便、现象明显，药品是否易得、经济、环保节能等方面进行；
（2）实验室制取二氧化碳，为了控制反应速率，用分液漏斗将酸滴加到反应容器中；
（3）根据上述实验现象可知：灭火器用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO₂的理由是：增大溶液的浓度，可使反应速率增大，能够迅速产生大量CO₂，用来及时地灭火，使火灾的危害降到最低．
故答案为：【方案设计】浓盐酸有挥发性；
【实验与结论】①反应较强烈，产生大量气泡；
②适宜制取二氧化碳；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
【拓展与迁移】（1）操作简便；
（2）用分液漏斗将酸滴加到反应容器中；
（3）反应剧烈，产生大量气泡，导致容器内部气压迅速增大．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．