初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之一氧化碳的制取和性質(zhì)

　　1．化學(xué)反應(yīng)原理：

　　⑴甲酸在濃硫酸存在的情況下，可脫水生成一氧化碳。
 

　　一氧化碳的密度與空氣接近，不能用排空氣法收集；一氧化碳難溶于水，可以用排水法收集。

　　⑵一氧化碳顯＋2價(jià)，可以被氧化＋4價(jià)態(tài)，故可以燃燒，有還原性。

　　⑶與血紅蛋白結(jié)合時(shí)，一氧化碳具有比氧氣更強(qiáng)的結(jié)合性。人吸入一定量的一氧化碳后，與血紅蛋白結(jié)合，使其失去繼續(xù)輸送氧的功能，造成人體缺氧。嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命。氧氣與血紅蛋白結(jié)合后，血液顯鮮紅色；而一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合后，使血液顯暗紅色。可用此來間接驗(yàn)證一氧化碳的毒性。

　　2．實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、酒精燈、導(dǎo)管、燒杯、試管等。

　　實(shí)驗(yàn)藥品：甲酸、濃硫酸、澄清石灰水、氧化銅等。

　　3．探究方案：

　　⑴先在燒瓶中加入5mL濃硫酸，按圖18-1將裝置裝備好，固定在鐵架臺(tái)上，用酒精燈微微加熱一會(huì)兒。從分液漏斗中滴入1mL左右甲酸，立即開始均勻產(chǎn)生一氧化碳?xì)馀荨４龤馀菝黠@減少時(shí)，再用小火微微加熱反應(yīng)溶液，直至反應(yīng)混合液不再冒出氣泡為止。

　　由于一氧化碳有劇毒，該實(shí)驗(yàn)需在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。

　　⑵經(jīng)驗(yàn)純后，在導(dǎo)管口點(diǎn)燃一氧化碳，產(chǎn)生藍(lán)色火焰。

　　用醮有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上方，手明顯感到發(fā)燙，證明一氧化碳燃燒時(shí)放熱；一會(huì)兒后，燒杯壁變模糊，取下燒杯，反轉(zhuǎn)，待石灰水流積到燒杯底部，可見明顯渾濁。證明有二氧化碳生成。如圖18-2。

　　⑶在硬質(zhì)玻璃管內(nèi)放入適量的氧化銅，按如圖18-3所示裝配好裝置。在裝置末端用排水法收集一試管一氧化碳檢驗(yàn)其純度。經(jīng)驗(yàn)純后先通入一氧化碳，排盡玻璃管內(nèi)空氣，以防止因一氧化碳與空氣混合在高溫情況下爆炸；待空氣排盡點(diǎn)燃酒精燈加熱，同時(shí)點(diǎn)燃裝置末端酒粗燈，使剩余的一氧化碳燃燒掉，以免污染環(huán)境。一會(huì)兒后，氧化銅逐漸變光亮的紫紅色，澄清石灰水逐漸變渾濁，證明有銅和二氧化碳生成。

　　反應(yīng)結(jié)束后，先停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳，保證新生成的銅在一氧化碳保護(hù)的環(huán)境下冷卻。

　　⑷從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)取一定量的鴨血，加適量的抗凝劑，備用。在一支試管中，取新鮮的鴨血（或其他家禽家畜的血）3mL，通入一氧化碳，一會(huì)兒可看到鴨血由鮮紅色變暗紅色。由此證明一氧化碳更易于血紅蛋白結(jié)合。

　　4．探究評(píng)價(jià)：

　　由于一氧化碳有劇毒，做該實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意安全，必須在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。用直玻璃管做一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，由于二氧化碳不易排出，除低了一氧化碳與氧化銅的接觸，反應(yīng)需要稍高的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間。而一氧化碳毒性的實(shí)驗(yàn)，也只是間接證明其毒性。為此，可用兩只活的昆蟲放入小燒杯中，通入一氧化碳，一會(huì)后，昆蟲死亡。此法更直觀些。

　　5．資源開發(fā)：

　　⑴一氧化碳的制取也可用草酸與濃硫酸混合加熱。

　　但由于反應(yīng)過程中有二氧化碳生成，因此必須將生成的氣體通過氫氧化鈉溶液，以除去二氧化碳。

　　⑵為加快一氧化碳還原氧化銅的速度，用粗銅絲代替氧化銅。

　　用粗銅絲彎曲成螺旋狀，在酒精燈上灼燒成黑色，使其表面生成一層氧化銅，再按圖18-4所示裝置實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)所需時(shí)間大大縮短，粗銅絲很快變光亮紫紅色，石灰水變渾濁。

　　6．創(chuàng)新思維：

　　用直玻璃管做一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，由于二氧化碳密度大，不易排出，影響了一氧化碳與氧化銅的接觸，導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，速度較慢。為避免上述缺點(diǎn)，用圖18-5所示裝置還原氧化銅。

　　該實(shí)驗(yàn)裝置有利于二氧化碳排出，反應(yīng)所需時(shí)間僅原實(shí)驗(yàn)的三分之一到二分之一，現(xiàn)象也很明顯。

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