二氧化碳的制取和收集:
1.
原理和药品:CaCO
3 + 2HCl === CaCl
2 + H
2O + CO
2↑
2.
装置:固液混合不加热
(1)发生装置
A装置为简易装置,不便于加液体;
B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
(2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
如图:
3.
现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。
4.
检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。
5.
验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。
6.
实验步骤 a.检查装置的气密性;
b.装入石灰石(或大理石);
c. 塞紧双孔塞;
d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
e.收集气体;
f.验满。
7.
注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!
实验室制取二氧化碳的选择:
实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
注意:
(1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
(2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
(3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
各组物质反应情况如下表所示:
药品 |
反应速率 |
块状石灰石和稀盐酸 |
产生气泡速率适中 |
石灰石粉末和稀盐酸 |
产生气泡速率很快 |
块状石灰石和稀硫酸 |
产生气泡速率缓慢并逐渐停止 |
碳酸钠粉末和稀盐酸 |
产生气泡速率很快 |
定义: 化学反应不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。有些化学反应会放出热量(称为放热反应),如燃烧、镁和盐酸反应等;也有些反应会吸收热量(称为吸热反应),如碳与二氧化碳反应(C+CO
22CO)。
常见的吸热反应:化学上把最终表现为吸收热量的反应叫吸热反应,初中化学所涉及的吸热反应主要有以下几种:
①C+CO2
2CO
C+2CuO
2Cu+CO
2↑
CaCO
3CaO+CO
2↑
3CO+Fe
2O
32Fe+3CO
2 可见,一般反应条件为高温的反应是吸热反应。
常见的放热反应:
化学上把最终表现为放出热量的反应叫放热反应,初中化学所涉及的放热反应主要有以下几种:
①燃烧:所有燃烧均会放热,如CH
4+2O
2CO
2+2H
2O,H
2+Cl
22HCl;
②酸碱中和:酸与碱反应生成盐和水,同时放出热量,如H
2SO
4+2NaOH==Na
2SO
4+2H
2O
③活拨金属与酸发生置换反应生成H
2,同时放出热量,如Mg+2HCl==MgCl
2+H
2↑,Zn+H
2SO
4== ZnSO
4+H
2↑。
④缓慢氧化也是放热反应,如铁生锈、食物腐烂过程中均放出热量。
⑤其他:如双氧水分解是放热反应
人类生活对能量的利用: ①生活燃料的利用:做饭、取暖等;
②利用燃料烧烧产生的能量:发电、制陶瓷、冶炼金属和发射火箭;
③利用爆炸产生的巨大能量:开山炸石、拆除违规建筑;
④食物在体内发生缓慢氧化放出热量,维持体温
概念: 在溶解过程中发生了两种变化,一种是溶质的分子(或离子)在水分子的作用下向水中扩散,这一过程吸收热量;另一种是扩散的溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水和分子(或水和离子),这一过程放出热量。
物质溶解过程中的两种变化:
扩散过程:溶质的分子(或离子)向水中扩散,是物理过程,吸收热量
水合过程:溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子),是化学过程,放出热量
溶解过程中的温度变化: a.扩散过程中吸收的热量>水合过程中放出的热量,溶液温度降低,如:NH
4NO
3溶解于水。
b.扩散过程中吸收的热量<水合过程中放出的热摄,溶液温度升高,如:NaOH、浓硫酸溶解于水。
c.扩散过程中吸收的热量≈水合过程中放出的热量,溶液温度几乎不变,如:NaCl溶解于水。
常见冷冻混合物:
在生产、生活中常用冰作冷却剂,但冰只能提供 0℃左右的低温。一些医疗和研究单位常需要更低的温度,提供低温较方便的方法是用冷冻混合物。
下表是几种常见冷冻混合物的组成及所能达到的最低温度。
冷冰混合物的组成 |
最低温度 |
41gNH4NO3和100g冰 |
-17 |
19NH4Cl和100g冰 |
-16 |
23gNaCl和100g冰 |
-21 |
22gMgCl2和100g冰 |
-34 |