二氧化碳的實驗室制取方法是中學化學學習的重點，主要是通過鹽酸與大理石反應制取二氧化碳，也可通過稀硫酸與大理石在加熱條件下反應來制取二氧化碳（一般不采用此方法），具體如下：

一、鹽酸與大理石反應制取二氧化碳

1、實驗原理：稀鹽酸與大理石（主要成分：碳酸鈣）生成二氧化碳、氯化鈣和水。

文字表達式與化學方程式如下：

2、試驗儀器與藥品

儀器：錐形瓶、長頸漏鬥、導管、集氣瓶

藥品：大理石：塊狀固體，由碳酸鈣（主要成分）和雜質組成，雜質不與鹽酸反應。

稀鹽酸：氯化氫（化學式：HCl）與水的混合物，具有揮發性，會釋放出少量的氯化氫（HCl）氣體。

• 提問：為什麼用稀鹽酸而不用濃鹽酸？
• 答：因為濃鹽酸揮發性很強，會釋放出大量氯化氫（HCl）氣體，使生成的二氧化碳氣體中混入大量的氯化氫氣體，導緻生成的二氧化碳不純淨。

3、實驗步驟

3.1、組裝設備，檢查裝置氣密性

裝置氣密性檢查（注水法）：組裝好設備，打開彈簧夾，向長頸漏鬥中加入水，待長頸漏鬥下端浸沒在水中時，夾緊彈簧夾，繼續向長頸漏鬥中加入水，長頸漏中的水高出錐形瓶内部水面形成液面差，停止加水，觀察長頸漏中的液面不變化，說明氣密性良好。

3.2、加入藥品

組裝好實驗儀器，如下圖：

先在錐形瓶中加入大理石，塞緊瓶塞，向長頸漏鬥的倒入稀鹽酸，長頸漏鬥的下端必須浸沒在液體中，将長頸漏鬥液封，防止生成的氣體從長頸漏鬥中跑出。

3.3、生成氣體的檢驗

将生成的氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，說明生成的氣體為二氧化碳氣體。

3.4、氣體收集

用向上排空氣法收集二氧化碳氣體，将集氣瓶瓶口朝上，正放在實驗台上，導管插入瓶底，用毛玻璃片蓋住部分瓶口，通入二氧化碳氣體，一段時間後，用燃着的木條，放到集氣瓶口，木條熄滅，說明二氧化碳已收集滿，拿出導管，平移推動玻璃片，将集氣瓶口全部蓋上，正放在實驗台上。

3.5、實驗現象

錐形瓶中大理石逐漸溶解，溶液中有氣泡冒出。

4、實驗反思

4.1、提問：稀鹽酸與大理石反應制取的二氧化碳氣體中會混有哪些氣體？

答：因稀鹽酸具有揮發性，會釋放出氯化氫（HCl）氣體。另稀鹽酸中有水，二氧化碳從溶液中出來，會帶有水蒸氣。所以生成的二氧化碳中混有氯化氫（HCl）和水蒸氣。

4.2、除去二氧化碳中混有氯化氫（HCl）和水蒸氣的方法:

在發生裝置與收集裝置中加入除去氯化氫（HCl）和水蒸氣的裝置，如下圖：

• 飽和碳酸鈉溶液：用于除去氯化氫（HCl）氣體，氯化氫與飽和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳和水，且二氧化碳不易溶于飽和碳酸氫鈉溶液，所以氯化氫被除去，不會影響二氧化碳生成量。

• 濃硫酸溶液：用于除去水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，可以将二氧化碳中的水蒸氣除去。

注意：生成的二氧化碳氣體要先通過飽和碳酸氫鈉溶液再通過濃硫酸，順序不可颠倒。若先通過濃硫酸再通過飽和碳酸氫鈉溶液，水蒸氣無法除掉，最終二氧化碳中含有水蒸氣。

二、稀硫酸與大理石反應制取二氧化碳

1、實驗原理：在加熱條件下稀硫酸與大理石（主要成分：碳酸鈣）生成二氧化碳、硫酸鈣和水。

2、試驗儀器與藥品

儀器：圓底燒瓶、分液漏鬥、石棉網，導管、集氣瓶、酒精燈、鐵架台

藥品：大理石：塊狀固體，主要成分：碳酸鈣，其他為雜質，雜質不與鹽酸反應。

稀硫酸：H2SO4與H2O的混合物。

3、實驗步驟

3.1、組裝設備，檢查裝置氣密性（同上）；

3.2、加入藥品，同時向燒瓶中加入少量瓷片，防止加熱過程中液體爆沸，點燃酒精燈加熱；

3.3、氣體收集與檢驗（同上）。

4、問題與解答

4.1、稀硫酸與大理石制取二氧化碳為什麼要加熱？

答：不加熱時，剛開始稀硫酸與大理石能反應生成二氧化碳，但很快反應停止，因為反應過程中生成微溶于水的硫酸鈣，硫酸鈣附着在塊狀大理石的表面，阻止了稀硫酸與大理石的繼續反應，導緻反應停止。當加熱時，溫度上升硫酸鈣溶解，稀硫酸與大理石就可以繼續反應。

若将大理石制成粉末狀，增加與稀硫酸的接觸面積，在不加熱的條件下也可反應。

4.2、為什麼稀硫酸與大理石制取二氧化碳比稀鹽酸與大理石反應制取的二氧化碳較純淨？

答：稀硫酸不具有揮發性，在反應中不會釋放出其他氣體，生成的二氧化碳中隻混有水蒸氣。而稀鹽酸具有揮發性，釋放出氯化氫氣體，生成的二氧化碳中隻混有氯化氫和水蒸氣。

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