二氧化碳

（1）阶梯蜡烛。 现象：下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭。结论有两条：二氧化碳不燃烧也不支持燃烧；二氧化碳密度比空气大（先沉到底部）。若两支同时灭，说明倾倒过猛。

（2）石蕊试液。 现象：紫色石蕊变红；加热后又变回紫色。分析：变红说明生成了酸，即 $\mathrm{CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3}$，是碳酸使石蕊变红，而不是二氧化碳本身；加热变回紫色说明碳酸不稳定，$\mathrm{H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow}$。对照实验很关键：把干燥的二氧化碳通到干燥的蓝色石蕊试纸上，试纸不变色，这才能证明必须有水参与。

（3）澄清石灰水。 现象：石灰水变浑浊，生成的白色沉淀是碳酸钙：$\mathrm{CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O}$。这是检验二氧化碳的标准方法，也是石灰浆抹墙后变硬的原因。

第一步：看发生装置由什么决定。 由反应物状态和反应条件决定。用过氧化氢溶液加二氧化锰制氧气，是固液常温反应；大理石加稀盐酸也是固液常温反应，所以这两套发生装置可以通用。但用高锰酸钾加热制氧气属于固体加热型，需要试管加酒精灯，不能与之通用。

第二步：看收集装置由什么决定。 由气体的密度和水溶性决定。二氧化碳能溶于水且密度大于空气，故只能向上排空气法；氧气不易溶于水，可用排水法（更纯），也可向上排空气法（更干燥）。

第三步：操作细节。 向上排空气法时导管必须伸到集气瓶底部，这样才能把瓶内空气从瓶口赶出去；长颈漏斗的下端管口必须浸入液面以下，否则气体会从漏斗口逸出。检查装置气密性的方法：连好装置后把导管一端浸入水中，双手握住锥形瓶，若导管口有气泡冒出、松手后导管内形成一段水柱，说明不漏气。

第一步：写出并配平化学方程式。 $\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}$。第二步：找出已知量与未知量之间的质量关系。 题给的已知是二氧化碳 $4.4\ \text{g}$，要求的是碳酸钙。$\mathrm{CaCO_3}$ 的相对分子质量 $= 40 + 12 + 16 \times 3 = 100$，系数 1，对应 $100$；$\mathrm{CO_2} = 12 + 32 = 44$，系数 1，对应 $44$。即 $\mathrm{CaCO_3} : \mathrm{CO_2} = 100 : 44$。

第三步：设未知数并列比例式。 设参加反应的碳酸钙质量为 $x$，则 $\dfrac{100}{44} = \dfrac{x}{4.4\ \text{g}}$。第四步：求解。 交叉相乘得 $44x = 100 \times 4.4\ \text{g} = 440\ \text{g}$，故 $x = \dfrac{440}{44} = 10\ \text{g}$。

第五步：求质量分数。 注意题目问的不是碳酸钙质量，而是它在样品中的质量分数：$w(\mathrm{CaCO_3}) = \dfrac{10\ \text{g}}{12.5\ \text{g}} \times 100\% = 80\%$。第六步：检验。 $10\ \text{g}$ 小于样品的 $12.5\ \text{g}$，剩余 $2.5\ \text{g}$ 为杂质，合理；质量分数介于 0 与 $100\%$ 之间，单位与含义均无误。答：样品中碳酸钙的质量分数为 $80\%$。