Question

已知甲酸（HCOOH）與濃硫酸共熱到60～80℃可發生脫水型的分解反應，并由此而制得CO氣體．實驗室用甲酸和濃硫酸混和后制取CO時，常不需加熱，其具體操作方法如下：在試管內倒入一定體積的甲酸，然后再小心、緩慢地沿試管壁倒入等體積的濃硫酸，這時可見試管內液體分上、下兩層，在兩層液體的界面處有少量氣泡，輕輕振動試管，可見液體交界面氣泡增多，改變振動的力度可控制氣泡產生的速率．試回答下列問題：
（1）用上述方法制取CO的化學反應方程式為

 

；
（2）用該法制CO不需加熱的原因

 

；
（3）以上操作方法可控制反應速率的原因

 

．
（4）具支試管（試管側壁有一支管，如左下圖所示）在實驗室有多種用途，試只用具支試管、橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一個孔）、玻璃導管及連接和夾持儀器裝配一個用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體、用CO還原氧化銅、并檢驗其氧化產物的實驗裝置．試畫出該裝置示意圖于右下的方框內（同類儀器最多只能有三件，不必畫夾持儀器，但需注明所裝的藥品）．

Answer 1

分析：（1）根據甲酸（HCOOH）與濃硫酸共熱到60～80℃可發生脫水型的分解反應的信息回答．
（2）根據反應的放熱現象回答．
（3）根據甲酸和濃硫酸密度不同，反應在兩液體的界面發生，振動試管可調節兩反應物的接觸面積回答．
（4）根據用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體的藥品狀態和反應條件、用CO還原氧化銅的裝置、一氧化碳的毒性、檢驗二氧化碳的方法回答．

解答：解：（1）甲酸（HCOOH）與濃硫酸共熱到60～80℃可發生脫水型的分解反應，即反應物為甲酸，生成物為水和一氧化碳，條件是濃硫酸和加熱60～80℃，所以方程式為HCOOH

濃硫酸60～80℃ .

CO↑+H₂O．
（2）甲酸和濃硫酸混合時，可產生大量的熱，使反應液溫度達到反應所需的溫度，所以不需要加熱．
（3）甲酸和濃硫酸密度不同，反應在兩液體的界面發生，振動試管可可使兩反應物相互混合、溶解，調節兩反應物的接觸面積，從而加快反應速率．
（4）用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO是兩種液體在常溫下反應制氣體，一氧化碳有毒，還原氧化銅時要有尾氣處理裝置，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾，檢驗氧化產物用澄清的石灰水，裝置如下圖．
故答案為：（1）HCOOH

濃硫酸60～80℃ .

CO↑+H₂O；
（2）甲酸和濃硫酸混合時，可產生大量的熱，使反應液溫度達到反應所需的溫度；
（3）由于甲酸和濃硫酸密度不同所以甲酸在上層，濃硫酸在下層，反應在兩液體的界面發生，振動試管可使兩反應物相互混合、溶解，增大反應物相互間的接觸面而加快反應速率；
（4）實驗裝置中若選用其它儀器（如酒精燈等）或所用同類儀器超過三件的均不給分．

點評：氣體的制取是初中重要的化學實驗之一，既是難重點，又是考查熱點，理解反應原理，掌握裝置的選擇依據、氣體的檢驗、驗滿、收集方法，了解實驗步驟和注意事項是解決該類問題的關鍵．