在初中化学的学习中,实验部分占据着至关重要的位置,尤其是涉及到气体的实验室制取。本文主要探讨的是在江苏省南京市2018届中考化学天天练中涉及的实验素材——二氧化碳的实验室制法。该实验旨在让学生掌握二氧化碳的生成原理、实验装置以及操作步骤,同时也涉及了气体的收集和检验方法。
二氧化碳的实验室制取是通过化学反应来完成的。具体的化学反应方程式为:
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2
在这个反应中,稀盐酸(HCl)与块状的大理石或石灰石(主要成分为碳酸钙,CaCO3)发生反应,生成氯化钙(CaCl2)、水(H2O)以及我们所需要的二氧化碳(CO2)气体。
实验装置的选择对于二氧化碳的顺利制取至关重要。通常采用的发生装置是由反应容器(如广口瓶或烧瓶)、带有长颈漏斗的塞子以及导气管组成的。导气管应刚好伸入锥形瓶内,以利于气体的排放。而长颈漏斗的设计使得可以随时添加稀盐酸,同时防止气体逸出。
实验步骤如下:
1. 首先进行气密性检查,这是确保实验成功的基础,因为任何气体泄漏都会影响到二氧化碳的收集。
2. 将块状大理石或石灰石装入反应容器,并塞紧塞子,确保密封性。
3. 固定好整个反应装置,避免在实验过程中发生移动。
4. 通过长颈漏斗缓缓加入稀盐酸,注意要让漏斗的导管末端始终被酸液浸没,以防止气体逸出。
5. 使用向上排空气法收集产生的二氧化碳气体。这种方法适用于比空气重的气体,二氧化碳的密度大于空气,因此会向下沉降。
6. 收集气体时需持续观察,判断是否集满。检验方法是将燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭,表明气体已充满容器。
7. 为了确认收集的气体是二氧化碳,可以将其通入澄清的石灰水中。如果石灰水变浑浊,说明二氧化碳的存在,因为二氧化碳会与氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀。
通过这个实验,学生不仅能够学习到化学反应的原理,还能掌握实验操作技巧,包括气体的制备、收集和检验,这对于提高学生的实践能力和理解化学概念有着极大的帮助。此外,实验的安全操作也应时刻牢记,例如避免酸液溅到皮肤或眼睛,确保实验室通风良好等。