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化学专题

平均负载量的增加，单位时间内气压变化越明显， 碳纯度的研究。从原料成本和反应速率的角度分
反应速率越快。 析，大理石或石灰石是实验室制取二氧化碳的合适
( 二 ) 探究颗粒数不等的负载等量碳酸钙粉的 原料，但两者含有的杂质在反应过程中会产生其他
海藻酸钠微球与盐酸的反应速率 气体（如 H 2 S），降低了二氧化碳的纯度。纯净的
实验仪器和药品：气体压强传感器、数据采 碳酸钙粉与稀盐酸反应能产生较纯净的二氧化碳气
集器、台式电脑、500 mL 三颈烧瓶、橡皮塞、20 体，但由于反应速率过快影响了二氧化碳气体的收
mL 注射器、负载等量 CaCO 3 粉的海藻酸钠微球、 集。基于上述两点考虑，教师拟采用负载碳酸钙粉
3 mol/L 盐酸、天平。 的海藻酸钠微球与稀盐酸反应来开展实验室制取二
实 验 过 程： 分 别 称 取 4.55 g 含 8.9%、2.32 氧化碳的可行性研究。
g 16.3%、2.40 g 22.6%、1.48 g 28.1%、1.25 g 实验仪器和药品：气体压强传感器、二氧化碳
32.8%CaCO 3 的海藻酸钠微球（碳酸钙的含量都约 传感器、数据采集器、台式电脑、500 mL 三颈烧瓶、
为 0.66 g）放入三颈烧瓶中，按图 3 方式连接仪器， 橡皮塞、20 mL 注射器、负载 CaCO 3 粉的海藻酸
用注射器向三颈烧瓶中注入浓度为 3 mol/ L 盐酸 钠微球、3 mol/L 盐酸、天平。
20 mL，利用气体压强传感器立即采集 0~125 s 的 实验过程：称取 4.55 g 含 3.25 g CaCO 3 粉的
气体压强数据作图（如图 5）。 海藻酸钠微球放入三颈烧瓶中，按图 3 方式连接仪
器，用注射器向三颈烧瓶中注入浓度为 3 mol/L 盐
酸 20 mL，利用二氧化碳传感器和气体压强传感器
立即采集 0 ～ 110 s 的气体压强数据作图；另称取
4.55 g 石灰石重复上述实验（如图 6 和图 7）。

图 5 颗粒数不等的负载等量 CaCO 3 粉的
海藻酸钠微球与盐酸反应的气压变化曲线

实验结论：图 5 中 a、b、c、d、e 对应的是含
有 0.66 gCaCO 3 的 负 载 8.9%、16.3%、22.6%、
28.1%、32.8%CaCO 3 的海藻酸钠微球分别与 3 图 6 等量负载 CaCO 3 的海藻酸钠微球
和石灰石分别与盐酸反应的气压变化曲线
mol/L 盐酸反应产生 CO 2 的压强变化曲线。图像
显示，CaCO 3 平均含量小的微球与盐酸反应时单
位时间内气压变化较大，反应速率较快。因为含有
0.66 g CaCO 3 的海藻酸钠微球数量关系为 n8.9%
＞ n16.3% ＞ n22.6% ＞ n28.1% ＞ n32.8%，因此，
固体反应物的表面积大小关系为 S8.9% ＞ S16.3%
＞ S22.6% ＞ S28.1% ＞ S32.8%，这些实验数据也
证实了固体反应物的表面积越大，反应速率越快。
( 三 ) 运用手持技术探究负载碳酸钙粉的海藻 图 7 等量负载 CaCO 3 的海藻酸钠微球和 CaCO 3 、
石灰石分别与盐酸反应的 CO 2 浓度曲线
酸钠微球用于实验室制取二氧化碳
初中化学教学中有关实验室制取二氧化碳反 实验结论：据图 6 和图 7 可知含 71.4%CaCO 3
应物的选择一直是教学的重点和难点，之前的很多 的海藻酸钠微球与稀盐酸反应速率适中，反应过程
研究大多基于反应速率的探讨，鲜有对产物二氧化 中不会产生污染性的气体 H 2 S，可以用于实验室制

18 2018 年第 7 期 中小学数字化教学

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