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❸ 二氧化碳制取装置
二氧化碳（carbon dioxide），一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为44.0095[1]，常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味[3]的气体，也是一种常见的温室气体[4]，还是空气的组分之一（占大气总体积的0.03%-0.04%[5]）。在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56.6℃，沸点为-78.5℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水。在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高（2000℃时仅有1.8%分解），不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因与水反应生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。[2][3]
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品（固态）、作致冷剂（液态）、制造碳化软饮料（气态）和作均相反应的溶剂（超临界状态）等。[2]关于其毒性，研究表明：低浓度的二氧化碳没有毒性，高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。[6]
中文名
二氧化碳
外文名
carbon dioxide
别名
碳酸气、碳酸酐、干冰（固态）等[7]
化学式
CO2
分子量
44.0095[1]
快速
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分子结构
理化性质
产生途径
制备方法
主要应用
计算化学数据
安全措施
相关法规
研究简史
原始社会时期，原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在，但由于历史条件的限制，他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神妖怪而非一种物质。[10]
3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一书记载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。[10]
17世纪初，比利时医生海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质，并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体，确认了二氧化碳是一种气体；还发现烛火在该气体中会自然熄灭，这是二氧化碳惰性性质的第一次发现。不久后，德国化学家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）对被他称为“矿精（spiritus mineralis）”的二氧化碳气体进行研究，首次推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。[10]
1756年，英国化学家布莱克（即约瑟夫·布莱克，Joseph Black，1728年－1799年）第一个用定量方法研究了被他称为“固定空气”的二氧化碳气体，二氧化碳在此后一段时间内都被称作“固定空气”。[11]
1766年，英国科学家卡文迪许（即亨利·卡文迪许，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了“固定空气”，并用物理方法测定了其比重及溶解度，还证明了它和动物呼出的和木炭燃烧后产生的气体相同。[12]
1772年，法国科学家拉瓦锡（即安托万-洛朗·拉瓦锡，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火镜聚光加热放在汞槽上玻罩中的钻石，发现它会燃烧，而其产物即“固定空气”。同年，科学家普里斯特利（即约瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究发酵气体时发现：压力有利于“固定空气”在水中的溶解，温度增高则不利于其溶解。这一发现使得二氧化碳能被应用于人工制造碳酸水（汽水）。[12]
1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。[11]
1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占23.4503%，氧占76.5497%），首次揭示了二氧化碳的组成。[10] [11]
1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年，[13] 又译“台耐特”[14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳27.65%、含氧72.35%。[10]
1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。[15] [16] [17]
1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利”[18] 、“奇洛列”[19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。[20] [21]
1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为72.734：27.266。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。[11]
❹ 如图所示是某同学设计的制取并收集CO2的装置：（1）写出标号仪器的名称：a______，b______，c______，d__
（1）标号仪器的名称为a是锥形瓶，b是长颈漏斗，c是集气瓶，d是水槽；故填：锥版形瓶；长颈漏斗；权集气瓶；水槽；
（2）碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶物，会覆盖在碳酸钙的表面阻止反应的进行，故不能选择稀硫酸；
长颈漏斗的末端没有伸入液面以下，会导致气体从长颈漏斗溢出；
排出二氧化碳的导气管不能伸入液面以下，这样会导致生成的二氧化碳不能导出；
二氧化碳能溶于水，不能用排水法来收集．
故填：选择稀硫酸与大理石反应；长颈漏斗的末端没有伸入液面以下；导气管伸入液面以下；不能用排水法来收集二氧化碳；
（3）检验二氧化碳气体是否收集满，可将燃着的木条放于集气瓶口进行观察；若集气瓶没有密封，空气会进去导致二氧化碳的浓度不够，或药品太少，所以木条无法熄灭，也可能是未收集满等原因．故填：装置漏气；药品太少．
❺ 如图是实验室制取二氧化碳的装置示意图：（1）指出图中的错误：______、______、______、______；（2）实
（1）长颈漏斗插入液面以上，产生的气体沿长颈漏斗逸出，所以长颈漏斗应插入液面以下，这是第一处错误；导管插入太长，不利于气体导出，应稍微露出橡皮塞为宜，这是第二处错误；导管的末端刚刚伸入集气瓶，这们二氧化碳会与空气混合，收集的二氧化碳不纯，所以应导管的末端应伸入集气瓶底部．这是第三处错误；二氧化碳的密度比空气的密度大，应用向上排空气法，这是第四处错误错；
（2）实验室制二氧化碳用到的药品是：大理石，稀盐酸；
（3）反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．
故答案为：
（1）长颈漏斗插入液面以上；导管插入太长，应稍微露出橡皮塞为宜；导管的末端应伸入集气瓶底部；应用向上排空气法；
（2）大理石，稀盐酸；
（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．
❻ 如图是小明同学设计的两个实验室制取二氧化碳的发生装置图：（1）与乙装置比较甲装置的优点是______；（2
（1）乙装置用了来长颈漏斗，比甲装自置的优点是可以在反应过程中随时补充稀盐酸；
（2）据反应物、生成物可写出反应方程式：CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02↑；
（3）
❼ 如图是实验室制取CO2装置图．（1）请指出图中的错误：______；______；______；（2）______若用正确的装
（1）图中存在长颈漏斗的末端没有伸入液面以下；伸入广口瓶的导气管伸入了液面以下内；不能用容向下排空气法来收集；收集时，导气管要伸到集气瓶的底部；故填：长颈漏斗的末端没有伸入液面以下；广口瓶内的导气管过长；没有用向下排空气法来收集；伸入集气瓶内的导气管太短；
（2）在实验室中，通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，检验二氧化碳收集满的方法是将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭证明二氧化碳已经收集满了．故填：碳酸钙；稀盐酸；CaCO3+2HC1═CaC12+H20十CO2↑；将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭证明二氧化碳已经收集满了．
❽ 如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳的装置图．请你指出（1）图中编号的仪器名称．①______②______（2
（1）图中仪器名称为锥形瓶和长颈漏斗；
（2）图中错误是长颈漏斗的下端管口没有浸回没在液面下，气体会从长答颈漏斗逸出；出气管伸入液面以下，气体不能沿出气管导出；二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；
（3）实验室制取二氧化碳用的药品是稀盐酸和大理石，反应的文字表达式为碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
故答案为：（1）．①锥形瓶②长颈漏斗
（2）．
①长颈漏斗的下端管口没有浸没在液面下；
②出气管伸入液面以下；
③用排水法收集二氧化碳．
（3）①稀盐酸，碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
