陳 俏

（無(wú)錫市僑誼實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇 無(wú)錫 214031）

一、問(wèn)題提出

初中階段學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，反應(yīng)物為大理石（石灰石）和稀鹽酸，為什么選擇稀鹽酸而不用稀硫酸？ 稀硫酸與CaCO3反應(yīng)能不能得到二氧化碳？ 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法固然可以得出結(jié)論。 但是在反應(yīng)過(guò)程中二氧化碳的濃度及變化趨勢(shì)如何則不能加以很好地說(shuō)明，借助于二氧化碳傳感器的實(shí)驗(yàn)可以很好地回答這一問(wèn)題。

二、實(shí)驗(yàn)用品

試劑：CaCO3粉末、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、Na2CO3粉末、去離子水。

儀器：移液管（1mL、10mL）、容量瓶（100mL）、量筒（100mL）、 錐形瓶 （100mL）、ADDeSTation－aMixer MGA（Addest Technovation Pte Ltd，Singapore）、CO2傳感器（量程400－10000 ppm）、玻璃注射器（10mL，帶針頭）、自制反應(yīng)容器（圖1）。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

ADDeSTation－aMixer MGA（Addest Technovation Pte Ltd，Singapore）按如圖所示連接好裝置。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置及操作

①將ADDeSTation－aMixer MGA （Addest Technovation Pte Ltd，Singapore） 與400－10000ppm 二氧化碳傳感器連接，并預(yù)熱，直至黃色指示燈熄滅。

②稱量一定質(zhì)量的CaCO3粉末或大理石，置于自制反應(yīng)器中。

③用注射器吸取10mL 0.2mol／L 稀鹽酸或10mL 0.1mol／L 稀硫酸溶液（此時(shí)兩溶液提供的H＋的量是相同的）。

④將稀鹽酸或稀硫酸從一個(gè)小孔注入自制反應(yīng)器中，保持反應(yīng)器處于密閉狀態(tài)，同時(shí)開(kāi)始測(cè)定二氧化碳含量隨時(shí)間的變化。 每秒采集10 個(gè)數(shù)據(jù)， 測(cè)定時(shí)長(zhǎng)10min，手動(dòng)停止。

四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論

用稀鹽酸和稀硫酸分別與CaCO3粉末或大理石（CaCO3含量略過(guò)量）作用，測(cè)出二氧化碳含量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示：

圖2 稀鹽酸、稀硫酸分別與CaCO3 粉末或大理石作用產(chǎn)生CO2

由圖可知：這四個(gè)反應(yīng)中大理石與稀硫酸的反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳最少。 CaCO3粉末與稀硫酸反應(yīng)放出的CO2氣體卻接近稀鹽酸與CaCO3粉末或大理石反應(yīng)放出的CO2氣體。 實(shí)驗(yàn)充分說(shuō)明用稀硫酸與大理石制備CO2氣體是不行的，生成的微溶CaSO4附著在CaCO3表面會(huì)阻止進(jìn)一步反應(yīng)的進(jìn)行；但若用CaCO3粉末與稀硫酸反應(yīng)，卻還是可以得到二氧化碳的。