二氧化碳实验探究与挑战：实验室制备与性质揭秘
一、二氧化碳的基本性质验证
实验现象：蜡烛在下方先熄灭，上方后熄灭。
结论：二氧化碳不可燃烧且不支持燃烧（化学性质），同时其密度大于空气（物理性质）。
实验二：与水反应的特性
现象：紫色石蕊溶液遇到二氧化碳后变为红色，加热后又变回紫色。
化学方程式：H2O＋CO2生成H2CO3，H2CO3受热分解生成H2O和CO2↑。
实验三：与澄清石灰水的反应
现象：澄清石灰水变浑浊。
化学方程式：Ca（OH）2＋CO2反应生成CaCO3↓＋H2O，此反应常用于检验二氧化碳的存在。
实验四：与氢氧化钠溶液的反应
现象：甲中试管内液面高于乙中试管内液面。
化学方程式：CO2＋2NaOH反应生成Na2CO3＋H2O，此反应可用于吸收或去除二氧化碳。
二、二氧化碳的实验室制备详解
1. 品选择：选用大理石（或石灰石）与稀盐酸。
2. 反应原理：基于上述品发生的化学反应。
3. 发生装置与收集装置的选择：
选择A装置收集二氧化碳的原因是其密度大于空气且不与空气中的成分反应。收集时，导管下端需伸至集气瓶底部以便排尽空气。
选择B装置时，进气口为a。
4. 实验步骤：
首先检查装置的气密性；
然后将块状大理石装入锥形瓶并塞紧塞子；
从长颈漏斗加入稀盐酸；
最后收集产生的气体。
5. 气体检验与验满：将产生的气体通入澄清石灰水，若变浑浊则为二氧化碳。将燃着的木条放在集气瓶口或短导管口，若立即熄灭则证明二氧化碳已收集满。
6. 实验反思：
能否用碳酸钠代替大理石？不能，因为碳酸钠通常为粉末状，反应速率过快，不利于收集气体。
能否用稀硫酸代替稀盐酸？不能，稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，会阻止反应的进行。浓盐酸则因其挥发性，可能导致收集的二氧化碳不纯。若收集的二氧化碳气体通入澄清石灰水不变浑浊，可能原因是盐酸浓度过高导致CO2中混有较多氯化氢，或是石灰水已变质失效等。
