初中化學實驗設計之一氧化碳的制取和性質

　　1．化學反應原理：

　　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，可以被氧化＋4價態，故可以燃燒，有還原性。

　　⑶與血紅蛋白結合時，一氧化碳具有比氧氣更強的結合性。人吸入一定量的一氧化碳后，與血紅蛋白結合，使其失去繼續輸送氧的功能，造成人體缺氧。嚴重時會危及生命。氧氣與血紅蛋白結合后，血液顯鮮紅色；而一氧化碳與血紅蛋白結合后，使血液顯暗紅色。可用此來間接驗證一氧化碳的毒性。

　　2．實驗儀器：鐵架臺、酒精燈、導管、燒杯、試管等。

　　實驗藥品：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，固定在鐵架臺上，用酒精燈微微加熱一會兒。從分液漏斗中滴入1mL左右甲酸，立即開始均勻產生一氧化碳氣泡。待氣泡明顯減少時，再用小火微微加熱反應溶液，直至反應混合液不再冒出氣泡為止。

　　由于一氧化碳有劇毒，該實驗需在通風櫥內進行。

　　⑵經驗純后，在導管口點燃一氧化碳，產生藍色火焰。

　　用醮有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上方，手明顯感到發燙，證明一氧化碳燃燒時放熱；一會兒后，燒杯壁變模糊，取下燒杯，反轉，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在硬質玻璃管內放入適量的氧化銅，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其純度。經驗純后先通入一氧化碳，排盡玻璃管內空氣，以防止因一氧化碳與空氣混合在高溫情況下爆炸；待空氣排盡點燃酒精燈加熱，同時點燃裝置末端酒粗燈，使剩余的一氧化碳燃燒掉，以免污染環境。一會兒后，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。

　　反應結束后，先停止加熱，繼續通入一氧化碳，保證新生成的銅在一氧化碳保護的環境下冷卻。

　　⑷從農貿市場取一定量的鴨血，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合。

　　4．探究評價：

　　由于一氧化碳有劇毒，做該實驗時一定要注意安全，必須在通風櫥內進行。用直玻璃管做一氧化碳還原氧化銅實驗，由于二氧化碳不易排出，除低了一氧化碳與氧化銅的接觸，反應需要稍高的溫度和較長的時間。而一氧化碳毒性的實驗，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，一會后，昆蟲死亡。此法更直觀些。

　　5．資源開發：

　　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所示裝置實驗。反應所需時間大大縮短，粗銅絲很快變光亮紫紅色，石灰水變渾濁。

　　6．創新思維：

　　用直玻璃管做一氧化碳還原氧化銅實驗，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，導致反應時間較長，速度較慢。為避免上述缺點，用圖18-5所示裝置還原氧化銅。

　　該實驗裝置有利于二氧化碳排出，反應所需時間僅原實驗的三分之一到二分之一，現象也很明顯。

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