二氧化碳的实验室制取与性质
学习实验室制取二氧化碳的药品、装置和方法，会用向上排空气法收集二氧化碳、验满和检验；通过实验认识二氧化碳的性质。
动手做实验 · Virtual Lab
先试药品，再制取、收集、检验二氧化碳
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
选择制取二氧化碳的药品
实验室制取气体，要选反应速率适中、便于收集、气体比较纯的药品。分别取少量固体和酸，在试管里试一试，比较看到的现象。
选一种固体和一种酸，点「在试管里试一试」。
每组只取少量药品。试过的组合会记在下面的表里。
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 锥形瓶
- 双孔橡胶塞
- 长颈漏斗
- 导管
- 集气瓶
- 玻璃片
- 试管
- 大理石（或石灰石）
- 稀盐酸
- 澄清石灰水
- 紫色石蕊溶液
- 蜡烛
- 软塑料瓶
- 酒精灯
- 木条
- 火柴
记忆口诀
一横二放三慢竖
往锥形瓶里装块状大理石：先把锥形瓶横放，用镊子把大理石放在瓶口，再把锥形瓶慢慢竖起来，使大理石缓缓滑到瓶底，以免打破容器。
- 查
连接装置，检查气密性：夹紧导管上的止水夹，从长颈漏斗加水，使漏斗下端浸没在水中；继续加水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置不漏气。
- 装
把锥形瓶横放，用镊子把几小块大理石放在瓶口，再把锥形瓶慢慢竖起来。
要点块状固体直接丢进竖直的容器，会打破容器底部。
- 加
塞紧带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞，从长颈漏斗加入稀盐酸，使长颈漏斗的下端浸没在液面以下。
要点液封：防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
- 收
用向上排空气法收集二氧化碳，导管伸到集气瓶底部。
要点导管伸到瓶底，便于把瓶里的空气排尽。
- 验
把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经收集满。盖上玻璃片，正放在桌上。
- 06
把导管伸入澄清石灰水中，观察现象，检验二氧化碳。
- 07
性质实验：向放有阶梯蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳；向集满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约 1/3 体积的水，拧紧瓶盖振荡；向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳，再给试管加热。
现象
大理石表面产生大量气泡；燃着的木条放在集气瓶口熄灭；澄清石灰水变浑浊。倒入二氧化碳后，下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭；软塑料瓶变瘪；紫色石蕊溶液变红，加热后又变成紫色。
结论
实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，用固液常温型装置，用向上排空气法收集，用燃着的木条在瓶口验满，用澄清石灰水检验。二氧化碳的密度比空气大；不能燃烧，也不支持燃烧；能溶于水；能与水反应生成碳酸（CO₂ + H₂O = H₂CO₃），碳酸不稳定，受热分解。
记忆口诀
验满放瓶口，检验用石灰水
验满：燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则满。检验：通入澄清石灰水，变浑浊说明是二氧化碳。能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳。
01 — Principle
实验原理
实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。反应物是块状固体和液体，不需要加热，用固液常温型发生装置。二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊：Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O，据此检验二氧化碳。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么不用浓盐酸、稀硫酸或碳酸钠来制取二氧化碳？+
浓盐酸易挥发，制得的二氧化碳中混有氯化氢；稀硫酸和大理石反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在大理石表面，使反应难以继续；碳酸钠粉末和盐酸反应太快，不便控制和收集。
Q2长颈漏斗的下端为什么要伸入液面以下？+
形成液封。如果漏斗下端在液面以上，生成的二氧化碳会从长颈漏斗逸出，收集不到气体。（用分液漏斗时不需要液封，还能控制滴加速率。）
Q3为什么一般不用排水法收集二氧化碳？+
二氧化碳能溶于水，还能和水反应生成碳酸，用排水法会损失一部分二氧化碳。
Q4验满和检验有什么不同？+
验满是看集气瓶有没有收集满：把燃着的木条放在瓶口，熄灭则满。检验是看这种气体是不是二氧化碳：通入澄清石灰水，变浑浊才说明是二氧化碳。用燃着的木条不能检验二氧化碳，因为氮气等气体也能使木条熄灭。
03 — Practice
典型例题
例 1
实验室制取二氧化碳，下列说法正确的是（ ）
例 2
下列关于二氧化碳性质的叙述，错误的是（ ）
例 3
向放有两支高低不同的燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，观察到（ ）
例 4
检验二氧化碳的化学方程式是（ ）
04 — In Life
生活中的应用
不燃烧、不支持燃烧、密度大
灭火器
二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，密度又比空气大，能覆盖在燃烧物表面隔绝空气，所以能用来灭火。
能溶于水，和水反应
汽水
在加压下把二氧化碳溶进水里，就是碳酸饮料。打开瓶盖时压强减小，二氧化碳从水里冒出来。
升华吸热
干冰
固态二氧化碳叫干冰，升华时吸收大量的热，可以用来冷藏食品、人工降雨、制造舞台云雾。
05 — Extension
拓展
拓展：实验室制取氧气和二氧化碳的比较
| 氧气（加热高锰酸钾） | 二氧化碳 | |
|---|---|---|
| 药品 | 高锰酸钾 | 大理石（或石灰石）和稀盐酸 |
| 反应原理 | 2KMnO₄══△K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ | CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ |
| 发生装置 | 固体加热型 | 固液常温型 |
| 收集方法 | 排水法 / 向上排空气法 | 向上排空气法 |
| 验满 | 带火星的木条放在瓶口，复燃 | 燃着的木条放在瓶口，熄灭 |
| 检验 | 带火星的木条伸入瓶中，复燃 | 通入澄清石灰水，变浑浊 |
选发生装置看反应物的状态和反应条件；选收集方法看气体的密度和溶解性。
06 — Safety
安全提示
- 稀盐酸有腐蚀性，不要沾到皮肤和衣服上；万一沾上，立即用大量水冲洗。
- 块状大理石要用镊子夹取，按「一横二放三慢竖」放进锥形瓶。
- 用过的废液倒入指定的容器，不要倒进水池。