在陽(yáng)光灑滿的實(shí)驗(yàn)室里,齊詭手持一支試管,微笑著看向元湘薇,準(zhǔn)備開啟關(guān)于二氧化碳制備的教學(xué)之旅。元湘薇一臉期待,眼神緊緊跟隨著齊詭的一舉一動(dòng),對(duì)即將展開的化學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿好奇。
齊詭拿起一個(gè)廣口瓶,說(shuō)道:“湘薇,制備二氧化碳最常見的方法,是利用碳酸鈣與稀鹽酸的反應(yīng)。碳酸鈣在自然界中廣泛存在,像石灰石、大理石的主要成分都是碳酸鈣?!闭f(shuō)著,他向廣口瓶中加入一些大理石碎塊。
元湘薇湊近觀察,問(wèn)道:“為什么要用大理石,其他含有碳酸鈣的物質(zhì)可以嗎?”齊詭耐心解釋:“理論上,只要是含有碳酸鈣的物質(zhì)都可以,但大理石來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉,反應(yīng)速率適中,便于我們操作和控制,所以是比較理想的原料?!?/p>
接著,齊詭用分液漏斗向廣口瓶中緩慢滴加稀鹽酸。立刻,瓶?jī)?nèi)開始產(chǎn)生氣泡,大理石表面迅速發(fā)生反應(yīng)。元湘薇興奮地說(shuō):“哇,反應(yīng)開始了,這些氣泡就是二氧化碳嗎?”齊詭點(diǎn)點(diǎn)頭:“沒(méi)錯(cuò),碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈣、水和二氧化碳?xì)怏w,化學(xué)方程式為 CaCO? + 2HCl = CaCl? + H?O + CO?↑?!?/p>
為了讓元湘薇更清楚地了解反應(yīng)過(guò)程,齊詭拿起一根導(dǎo)管,將其一端插入廣口瓶的橡皮塞中,另一端通入澄清石灰水中。不一會(huì)兒,澄清石灰水變渾濁。齊詭說(shuō)道:“湘薇,你看,澄清石灰水變渾濁,這是檢驗(yàn)二氧化碳的常用方法。二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng),生成碳酸鈣白色沉淀,使石灰水變渾濁,化學(xué)方程式是 CO? + Ca(OH)? = CaCO?↓ + H?O?!?/p>
元湘薇認(rèn)真觀察著實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,思考后問(wèn)道:“齊詭,收集二氧化碳應(yīng)該用什么方法呢?”齊詭回答:“因?yàn)槎趸寄苋苡谒?,且密度比空氣大,所以我們通常采用向上排空氣法收集。”說(shuō)著,他拿出一個(gè)集氣瓶,將導(dǎo)管伸入集氣瓶底部。
隨著氣體不斷通入,集氣瓶逐漸被二氧化碳充滿。齊詭拿起一根燃著的木條,放在集氣瓶瓶口,木條熄滅。他解釋道:“當(dāng)燃著的木條放在瓶口熄滅時(shí),說(shuō)明二氧化碳已經(jīng)收集滿了。這是利用二氧化碳不燃燒、也不支持燃燒的性質(zhì)?!?/p>
演示完整個(gè)過(guò)程后,齊詭鼓勵(lì)元湘薇親自操作一遍。元湘薇按照齊詭的指導(dǎo),小心翼翼地向廣口瓶中加入大理石,緩慢滴加稀鹽酸,看到氣泡產(chǎn)生,心中滿是喜悅。接著,她將導(dǎo)管通入澄清石灰水,看到石灰水變渾濁,興奮地叫了出來(lái)。收集二氧化碳時(shí),她專注地看著集氣瓶,當(dāng)用燃著的木條檢驗(yàn)收集滿時(shí),臉上洋溢著成就感。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,齊詭和元湘薇一起清理實(shí)驗(yàn)器材。齊詭問(wèn)道:“湘薇,通過(guò)這次實(shí)驗(yàn),你對(duì)二氧化碳的制備有什么體會(huì)?”元湘薇思考片刻后回答:“我明白了實(shí)驗(yàn)的原理和操作步驟,也知道了如何檢驗(yàn)和收集二氧化碳。不過(guò),在操作過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)控制稀鹽酸的滴加速度很重要,太快的話反應(yīng)會(huì)很劇烈?!饼R詭贊許地點(diǎn)點(diǎn)頭:“沒(méi)錯(cuò),實(shí)驗(yàn)操作中的細(xì)節(jié)很關(guān)鍵,每一個(gè)步驟都可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。希望你通過(guò)這次實(shí)驗(yàn),對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有更深入的理解?!?/p>
在齊詭的悉心教導(dǎo)下,元湘薇不僅學(xué)會(huì)了二氧化碳的制備方法,更感受到了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力和嚴(yán)謹(jǐn)性。她期待著在未來(lái)的學(xué)習(xí)中,能跟隨齊詭探索更多有趣的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)。