利用启普发生器进行二氧化碳的制备、性质实验探究

利用启普发生器进行二氧化碳的制备、性质实验探究流程概括 1 二氧化碳的制取 2 二氧化碳的密度 3 二氧化碳与镁条燃烧 4 二氧化碳与澄清石灰水的反应 5 二氧化碳与石蕊试液 讨论 1 制取二氧化碳时使用启普发生器的优缺点? 答:优点毋庸赘述,随开随用,随关随停,操作方便。缺点在于,启普发生器适用于制取不溶于水的气体,二氧化碳可溶于水,可能发生一定的倒吸现象。 2 如何检验启普发生器的气密性? 答:将导气管活塞关闭,从球形漏斗中倒入一定量的水,倘若装置不漏气,当停止倒水后片刻,球形漏斗内液面会停留在某一位置不再下降。而球形漏斗中液面与漏斗外液面会有一较大的液面差。打开导气管活塞,液面立刻下降。 3 使用启普发生器需要注意哪些事项? 答:启普发生器操作较一般装置简单,但其本身构造较为复杂,有多方面的因素需要注意。 (1)装配启普发生器时,要在球型漏斗与容器磨砂口间涂少量凡士林,以防 止漏气。使用前要检查气密性。我们的启普发生器的导气管塞较松,常会发生松开脱落现象,影响产气效率,需时刻注意。 (2)在容器中部窄口用脱脂棉撕成条状浸水绕成一圈,以防止固体落人容器 下部。 (3)加入试剂时,先加大理石。将球星漏斗取下,选择大小合适的大理石从 容器上部排气孔放入,放入的时候容器侧放,不得超过其容量的1/3。将大理石均匀置于球形漏斗颈的周围,塞上带导气管的单孔塞后,打开活塞,再从球形漏斗口加入盐酸作试剂,直至进入容器后又刚好浸没固体试剂,此时关闭导气管上的活塞待用。 (4)排放盐酸使用下部的塞子 4 二氧化碳使用排水法的可行性及优缺点? 答:实验中我们的二氧化碳一半用向上排空气法收集,一半用排水法收集。二氧化碳可溶于水,使用排水法会造成较大的原料损失。但是,排水法可以有效去除空气中一些可溶于水的杂志,收到的二氧化碳也较排空气法纯净。我们在验证二氧化碳的性质时使用两种不同收集方法的二氧化碳的效果可以看到明显的区 别,排水法制取的二氧化碳纯度更高,实验现象更明显。 5 使用不同收集方法制取的二氧化碳,在验证二氧化碳密度大于空气的实验中现象有何不同? 答:我们采用了三组对照实验。第一组将出气导管直接通入含有两个蜡烛的烧杯(在上部靠边通入,后面两组实验也在相同位置),蜡烛不熄灭。说明直接通入二氧化碳不够浓缩,又因为气体的流动逸散,无法取到理想的实验效果。第二组用排空气法收集的二氧化碳从烧杯上口边缘倾倒,一瓶无法熄灭,再使用一瓶,过了稍久时间两个蜡烛才依次熄灭。第三组用排水法收集的二氧化碳做实验,第一瓶也无法熄灭,但已经可见蜡烛的燃烧火焰变小,倾倒第二瓶时蜡烛很快依次熄灭。第二第三组的现象可以有效的证明排水法的二氧化碳纯度更高。 6 镁条在空气中和在二氧化碳中燃烧有什么不同? 答:两者在燃烧时都是发出耀眼的白光,燃烧剧烈。不同点在于燃烧后遗留物质的不同。镁条在空气中燃烧后变为白色泛黄固体,从反应原理上分析,镁条与氧气生成氧化镁(白色),还会与氮气生成少量的氮化镁(黄色),故会有这样的结果。而镁条在二氧化碳中燃烧后变成白色固体,在集气瓶的底部和壁上有黑色的小颗粒生成。这说明了镁条跟二氧化碳反应会有碳单质和氧化镁的生成。 7 二氧化碳与石蕊试液反应会有什么现象产生?这说明二氧化碳具有酸性吗?答:二氧化碳与石蕊试液反应会使石蕊试液变红,但是这不能证明二氧化碳本身具有酸性。二氧化碳使石蕊试液变色,有两种可能,一是二氧化碳本身有酸性,二是二氧化碳溶于水与水发生了反应生成了酸性物质。所以,石蕊试液不能验证二氧化碳自身是否有酸性。可以这样实验——使用干燥的石蕊试纸,分别使用已经干燥除杂的二氧化碳气体和已经通入纯净二氧化碳两分钟的蒸馏水检验。可以看到不同的实验效果。 8 分析二氧化碳与澄清石灰水的反应? 答:将二氧化碳通入澄清石灰水中,首先有白色絮状物生成,后来越来越浑浊,继续通入二氧化碳片刻,溶液浑浊变淡,最后恢复到澄清。根据反应原理解释,二氧化碳跟石灰水反应生成碳酸钙,再通入二氧化碳生成可溶性的碳酸氢钙。我们通过石蕊试液进行了进一步的分析。我们取了等量的四组样品与三滴石蕊试液反应,分别是澄清石灰水,水,通入二氧化碳先浑浊再澄清的石灰水,通入二氧化碳的水。可以发现分别成蓝靛色,蓝靛泛紫色,紫红色,粉红色。通入二氧化碳浑浊再澄清的石灰水,其主要成分是碳酸氢钙,应该是一个碱性的溶液,却呈现出了酸性的颜色,这说明二氧化碳已经有所过量,可能形成了碳酸氢钙-碳酸的缓冲体系,导致石蕊的颜色反应偏酸但又不完全是酸色。 9 谈谈实验的进一步探讨和改进? 答二氧化碳的制取装置没有干燥除杂的步骤,这会对后续的性质实验的讨论造成杂质干扰,应该加上;二氧化碳与其他活泼金属的反应、二氧化碳在水溶液中的溶解性探讨等等都可以做进一步的探究。 二氧化碳的制取和性质实验与前两次氧气的制取实验有很多相近类似的地方,但又有很大的不同,这体现了中学化学实验中的循序渐进逐步变化的原则。在引导中学生的实验理解和科学兴趣方面,需要我们多做思考,将实验室实验与生活常识结合起来,将实验步骤简单规范优化,同时要将实验的探究思想对学生进行深入引导,才能上一次精彩而不失思考的实验课。 继续阅读