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初中化学实验设计之一氧化碳的制取和性质

1.化学反应原理：

⑴甲酸在浓硫酸存在的情况下，可脱水生成一氧化碳。

一氧化碳的密度与空气接近，不能用排空气法收集;一氧化碳难溶于水，可以用排水法收集。

 

⑵一氧化碳显+2价，可以被氧化+4价态，故可以燃烧，有还原性。

 

⑶与血红蛋白结合时，一氧化碳具有比氧气更强的结合性。人吸入一定量的一氧化碳后，与血红蛋白结合，使其失去继续输送氧的功能，造成人体缺氧。严重时会危及生命。氧气与血红蛋白结合后，血液显鲜红色;而一氧化碳与血红蛋白结合后，使血液显暗红色。可用此来间接验证一氧化碳的毒性。

2.实验仪器：铁架台、酒精灯、导管、烧杯、试管等。

实验药品：甲酸、浓硫酸、澄清石灰水、氧化铜等。

 

3.探究方案：

⑴先在烧瓶中加入5mL浓硫酸，按图18-1将装置装备好，固定在铁架台上，用酒精灯微微加热一会儿。从分液漏斗中滴入1mL左右甲酸，立即开始均匀产生一氧化碳气泡。待气泡明显减少时，再用小火微微加热反应溶液，直至反应混合液不再冒出气泡为止。

由于一氧化碳有剧毒，该实验需在通风橱内进行。

⑵经验纯后，在导管口点燃一氧化碳，产生蓝色火焰。

 

用醮有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，手明显感到发烫，证明一氧化碳燃烧时放热;一会儿后，烧杯壁变模糊，取下烧杯，反转，待石灰水流积到烧杯底部，可见明显浑浊。证明有二氧化碳生成。如图18-2。

⑶在硬质玻璃管内放入适量的氧化铜，按如图18-3所示装配好装置。在装置末端用排水法收集一试管一氧化碳检验其纯度。经验纯后先通入一氧化碳，排尽玻璃管内空气，以防止因一氧化碳与空气混合在高温情况下爆炸;待空气排尽点燃酒精灯加热，同时点燃装置末端酒粗灯，使剩余的一氧化碳燃烧掉，以免污染环境。一会儿后，氧化铜逐渐变光亮的紫红色，澄清石灰水逐渐变浑浊，证明有铜和二氧化碳生成。

 

 

反应结束后，先停止加热，继续通入一氧化碳，保证新生成的铜在一氧化碳保护的环境下冷却。

⑷从农贸市场取一定量的鸭血，加适量的抗凝剂，备用。在一支试管中，取新鲜的鸭血(或其他家禽家畜的血)3mL，通入一氧化碳，一会儿可看到鸭血由鲜红色变暗红色。由此证明一氧化碳更易于血红蛋白结合。

4.探究评价：

由于一氧化碳有剧毒，做该实验时一定要注意安全，必须在通风橱内进行。用直玻璃管做一氧化碳还原氧化铜实验，由于二氧化碳不易排出，除低了一氧化碳与氧化铜的接触，反应需要稍高的温度和较长的时间。而一氧化碳毒性的实验，也只是间接证明其毒性。为此，可用两只活的昆虫放入小烧杯中，通入一氧化碳，一会后，昆虫死亡。此法更直观些。

5.资源开发：

⑴一氧化碳的制取也可用草酸与浓硫酸混合加热。

 

但由于反应过程中有二氧化碳生成，因此必须将生成的气体通过氢氧化钠溶液，以除去二氧化碳。

⑵为加快一氧化碳还原氧化铜的速度，用粗铜丝代替氧化铜。

用粗铜丝弯曲成螺旋状，在酒精灯上灼烧成黑色，使其表面生成一层氧化铜，再按图18-4所示装置实验。反应所需时间大大缩短，粗铜丝很快变光亮紫红色，石灰水变浑浊。

 

6.创新思维：

用直玻璃管做一氧化碳还原氧化铜实验，由于二氧化碳密度大，不易排出，影响了一氧化碳与氧化铜的接触，导致反应时间较长，速度较慢。为避免上述缺点，用图18-5所示装置还原氧化铜。

该实验装置有利于二氧化碳排出，反应所需时间仅原实验的三分之一到二分之一，现象也很明显。

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