一氧化碳的制取及性质实验的改进

钱国山

在《义务教育化学课程标准》的“活动与探究建议”里，建议“用实验方法将氧化铁中的铁还原出来”。由于传统的一氧化碳的制备装置复杂（用到分液漏斗、烧瓶及加热装置），药品用量大，浪费和污染也大，且CO有毒，收集和储存有一定难度，故实际教学中大多数教师只是“纸上谈兵”。然而，钢铁工业的水平是衡量一个国家经济发展水平的重要标志，炼铁是钢铁工业的基础，炼铁的原理和实验便成为中考的热点。因此，笔者将教材中的实验进行了如下的改进，使得CO的可燃性和还原性实验更简单易行。同时，CO是煤气等气体燃料的主要成分，是冶金工业的“天之骄子”，实施该实验，让学生目睹它的风采，有利于促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的发展。以下是笔者对该实验的改进，仅供大家参考。

一、实验仪器及试剂

铁架台（带铁夹）、小试管（15mm×100mm）、橡皮塞、导管、注射器、胶皮管、90度或120度的弯导管（6～7mm）、具支试管、酒精灯、火柴、滴管、烧杯、玻璃片；浓硫酸、88%的甲酸溶液、Fe2O3粉末（CuO粉末）、澄清石灰水。

二、实验装置

实验装置如下图所示。

一氧化碳的制取及可燃性和还原性实验装置图

三、实验步骤

1.按图连接装置，并检查装置的气密性。

2.装药品固定。试管中加入一滴管（约1.2mL）的浓硫酸，注射器内吸入1.2mL的甲酸溶液，弯导管的管底装入少量的Fe2O3粉末（粉末上方留有气体通道），具支试管内装入足量澄清的石灰水。（因为石灰水要吸收挥发的甲酸蒸汽，如果石灰水的量少，石灰水便不会变浑浊）

3.将甲酸溶液全部推入试管中，然后用酒精灯微热试管（可以通过控制酒精灯的加热，来控制产生气体的速率），溶液中便很快产生气泡，稍等CO排出装置内的空气，当产生气体的速率适中时，将点燃的酒精灯移至尖嘴导管处。

4.CO被点燃，尖嘴导管处出现蓝色火焰，证明装置内的空气已经排尽，此时将酒精灯移至Fe2O3处加热，片刻后观察到导管内红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。在这个过程中，如果产生CO的反应速率变慢，可以将酒精灯移至试管处加热一会儿，再将酒精灯移至Fe2O3处加热。

5.当Fe2O3完全反应后，把酒精灯放到试管处加热，通入较大气流的CO，快速地冷却导管，同时将一只干冷的烧杯罩在蓝色火焰上，引导学生观察没有水雾生成，然后烧杯口朝下移离火焰后迅速用一玻璃片盖住烧杯口，再倒转过来，将玻璃片移离一点，加入少量澄清的石灰水盖好后震荡，观察到石灰水变浑浊。继续加热试管，直至尖嘴导管口蓝色火焰熄灭，此时甲酸完全分解，停止加热。（为了增强观赏性，可用一段较长的胶皮管连接尖嘴导管，继而可用燃烧的CO代替酒精灯加热浓硫酸和Fe2O3）

6.将弯导管内冷却的黑色粉末倒在滤纸上，并用磁铁去吸引。学生观察到黑色粉末被吸引。回收试管里的稀硫酸。（若将Fe2O3换成CuO，反应速度更快，会观察到导管内很快形成漂亮的铜镜，黑色粉末变成红色，此实验可以穿插安排在新授课中）

四、实验设计的优点

1.实验仪器简单，操作简便，安全可靠，反应迅速。气体发生装置选用小试管，盛放金属氧化物的大玻璃管换成90度或120度的弯导管（可用商品导管或自行弯制），酒精喷灯换成了酒精灯，使得材料简化及操作易行。这样整个装置内滞留空气的量大幅度减少，空气很快会被排尽，当导管口气体被点燃时，装置内空气已被排尽，无需验纯。另外，石灰水有封火作用，可避免发生意外。由于导管壁薄，温度升高快，酒精灯加热时固体很快变色，加热后2至3分钟内就可以完成整个实验。由于气温较高时，浓硫酸与甲酸一接触就会产生CO气体，注射器的使用，杜绝了CO气体的泄漏，并可以控制反应的速率。

2.药品用量少，防止了浪费。1滴管（约1.2mL）的浓硫酸、1.2mL的甲酸溶液、少量的Fe2O3和CuO、1.2mL（约1滴管）的甲酸溶液，理论上完全反应可生成约500mL的CO，足够本实验的需要，最后稀硫酸被回收。

3.实验现象鲜明，效果好。Fe2O3由红变黑（CuO由黑变红），CO气体燃烧产生纯净的蓝色火焰。较强的视觉冲击，给学生留下了深刻的印象，这些将有助于学生对重点知识的理解、记忆和运用。

（责任编辑 罗 艳）endprint

在《义务教育化学课程标准》的“活动与探究建议”里，建议“用实验方法将氧化铁中的铁还原出来”。由于传统的一氧化碳的制备装置复杂（用到分液漏斗、烧瓶及加热装置），药品用量大，浪费和污染也大，且CO有毒，收集和储存有一定难度，故实际教学中大多数教师只是“纸上谈兵”。然而，钢铁工业的水平是衡量一个国家经济发展水平的重要标志，炼铁是钢铁工业的基础，炼铁的原理和实验便成为中考的热点。因此，笔者将教材中的实验进行了如下的改进，使得CO的可燃性和还原性实验更简单易行。同时，CO是煤气等气体燃料的主要成分，是冶金工业的“天之骄子”，实施该实验，让学生目睹它的风采，有利于促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的发展。以下是笔者对该实验的改进，仅供大家参考。

一、实验仪器及试剂

铁架台（带铁夹）、小试管（15mm×100mm）、橡皮塞、导管、注射器、胶皮管、90度或120度的弯导管（6～7mm）、具支试管、酒精灯、火柴、滴管、烧杯、玻璃片；浓硫酸、88%的甲酸溶液、Fe2O3粉末（CuO粉末）、澄清石灰水。

二、实验装置

实验装置如下图所示。

一氧化碳的制取及可燃性和还原性实验装置图

三、实验步骤

1.按图连接装置，并检查装置的气密性。

2.装药品固定。试管中加入一滴管（约1.2mL）的浓硫酸，注射器内吸入1.2mL的甲酸溶液，弯导管的管底装入少量的Fe2O3粉末（粉末上方留有气体通道），具支试管内装入足量澄清的石灰水。（因为石灰水要吸收挥发的甲酸蒸汽，如果石灰水的量少，石灰水便不会变浑浊）

3.将甲酸溶液全部推入试管中，然后用酒精灯微热试管（可以通过控制酒精灯的加热，来控制产生气体的速率），溶液中便很快产生气泡，稍等CO排出装置内的空气，当产生气体的速率适中时，将点燃的酒精灯移至尖嘴导管处。

4.CO被点燃，尖嘴导管处出现蓝色火焰，证明装置内的空气已经排尽，此时将酒精灯移至Fe2O3处加热，片刻后观察到导管内红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。在这个过程中，如果产生CO的反应速率变慢，可以将酒精灯移至试管处加热一会儿，再将酒精灯移至Fe2O3处加热。

5.当Fe2O3完全反应后，把酒精灯放到试管处加热，通入较大气流的CO，快速地冷却导管，同时将一只干冷的烧杯罩在蓝色火焰上，引导学生观察没有水雾生成，然后烧杯口朝下移离火焰后迅速用一玻璃片盖住烧杯口，再倒转过来，将玻璃片移离一点，加入少量澄清的石灰水盖好后震荡，观察到石灰水变浑浊。继续加热试管，直至尖嘴导管口蓝色火焰熄灭，此时甲酸完全分解，停止加热。（为了增强观赏性，可用一段较长的胶皮管连接尖嘴导管，继而可用燃烧的CO代替酒精灯加热浓硫酸和Fe2O3）

6.将弯导管内冷却的黑色粉末倒在滤纸上，并用磁铁去吸引。学生观察到黑色粉末被吸引。回收试管里的稀硫酸。（若将Fe2O3换成CuO，反应速度更快，会观察到导管内很快形成漂亮的铜镜，黑色粉末变成红色，此实验可以穿插安排在新授课中）

四、实验设计的优点

1.实验仪器简单，操作简便，安全可靠，反应迅速。气体发生装置选用小试管，盛放金属氧化物的大玻璃管换成90度或120度的弯导管（可用商品导管或自行弯制），酒精喷灯换成了酒精灯，使得材料简化及操作易行。这样整个装置内滞留空气的量大幅度减少，空气很快会被排尽，当导管口气体被点燃时，装置内空气已被排尽，无需验纯。另外，石灰水有封火作用，可避免发生意外。由于导管壁薄，温度升高快，酒精灯加热时固体很快变色，加热后2至3分钟内就可以完成整个实验。由于气温较高时，浓硫酸与甲酸一接触就会产生CO气体，注射器的使用，杜绝了CO气体的泄漏，并可以控制反应的速率。

2.药品用量少，防止了浪费。1滴管（约1.2mL）的浓硫酸、1.2mL的甲酸溶液、少量的Fe2O3和CuO、1.2mL（约1滴管）的甲酸溶液，理论上完全反应可生成约500mL的CO，足够本实验的需要，最后稀硫酸被回收。

3.实验现象鲜明，效果好。Fe2O3由红变黑（CuO由黑变红），CO气体燃烧产生纯净的蓝色火焰。较强的视觉冲击，给学生留下了深刻的印象，这些将有助于学生对重点知识的理解、记忆和运用。

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在《义务教育化学课程标准》的“活动与探究建议”里，建议“用实验方法将氧化铁中的铁还原出来”。由于传统的一氧化碳的制备装置复杂（用到分液漏斗、烧瓶及加热装置），药品用量大，浪费和污染也大，且CO有毒，收集和储存有一定难度，故实际教学中大多数教师只是“纸上谈兵”。然而，钢铁工业的水平是衡量一个国家经济发展水平的重要标志，炼铁是钢铁工业的基础，炼铁的原理和实验便成为中考的热点。因此，笔者将教材中的实验进行了如下的改进，使得CO的可燃性和还原性实验更简单易行。同时，CO是煤气等气体燃料的主要成分，是冶金工业的“天之骄子”，实施该实验，让学生目睹它的风采，有利于促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的发展。以下是笔者对该实验的改进，仅供大家参考。

一、实验仪器及试剂

铁架台（带铁夹）、小试管（15mm×100mm）、橡皮塞、导管、注射器、胶皮管、90度或120度的弯导管（6～7mm）、具支试管、酒精灯、火柴、滴管、烧杯、玻璃片；浓硫酸、88%的甲酸溶液、Fe2O3粉末（CuO粉末）、澄清石灰水。

二、实验装置

实验装置如下图所示。

一氧化碳的制取及可燃性和还原性实验装置图

三、实验步骤

1.按图连接装置，并检查装置的气密性。

2.装药品固定。试管中加入一滴管（约1.2mL）的浓硫酸，注射器内吸入1.2mL的甲酸溶液，弯导管的管底装入少量的Fe2O3粉末（粉末上方留有气体通道），具支试管内装入足量澄清的石灰水。（因为石灰水要吸收挥发的甲酸蒸汽，如果石灰水的量少，石灰水便不会变浑浊）

3.将甲酸溶液全部推入试管中，然后用酒精灯微热试管（可以通过控制酒精灯的加热，来控制产生气体的速率），溶液中便很快产生气泡，稍等CO排出装置内的空气，当产生气体的速率适中时，将点燃的酒精灯移至尖嘴导管处。

4.CO被点燃，尖嘴导管处出现蓝色火焰，证明装置内的空气已经排尽，此时将酒精灯移至Fe2O3处加热，片刻后观察到导管内红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。在这个过程中，如果产生CO的反应速率变慢，可以将酒精灯移至试管处加热一会儿，再将酒精灯移至Fe2O3处加热。

5.当Fe2O3完全反应后，把酒精灯放到试管处加热，通入较大气流的CO，快速地冷却导管，同时将一只干冷的烧杯罩在蓝色火焰上，引导学生观察没有水雾生成，然后烧杯口朝下移离火焰后迅速用一玻璃片盖住烧杯口，再倒转过来，将玻璃片移离一点，加入少量澄清的石灰水盖好后震荡，观察到石灰水变浑浊。继续加热试管，直至尖嘴导管口蓝色火焰熄灭，此时甲酸完全分解，停止加热。（为了增强观赏性，可用一段较长的胶皮管连接尖嘴导管，继而可用燃烧的CO代替酒精灯加热浓硫酸和Fe2O3）

6.将弯导管内冷却的黑色粉末倒在滤纸上，并用磁铁去吸引。学生观察到黑色粉末被吸引。回收试管里的稀硫酸。（若将Fe2O3换成CuO，反应速度更快，会观察到导管内很快形成漂亮的铜镜，黑色粉末变成红色，此实验可以穿插安排在新授课中）

四、实验设计的优点

1.实验仪器简单，操作简便，安全可靠，反应迅速。气体发生装置选用小试管，盛放金属氧化物的大玻璃管换成90度或120度的弯导管（可用商品导管或自行弯制），酒精喷灯换成了酒精灯，使得材料简化及操作易行。这样整个装置内滞留空气的量大幅度减少，空气很快会被排尽，当导管口气体被点燃时，装置内空气已被排尽，无需验纯。另外，石灰水有封火作用，可避免发生意外。由于导管壁薄，温度升高快，酒精灯加热时固体很快变色，加热后2至3分钟内就可以完成整个实验。由于气温较高时，浓硫酸与甲酸一接触就会产生CO气体，注射器的使用，杜绝了CO气体的泄漏，并可以控制反应的速率。

2.药品用量少，防止了浪费。1滴管（约1.2mL）的浓硫酸、1.2mL的甲酸溶液、少量的Fe2O3和CuO、1.2mL（约1滴管）的甲酸溶液，理论上完全反应可生成约500mL的CO，足够本实验的需要，最后稀硫酸被回收。

3.实验现象鲜明，效果好。Fe2O3由红变黑（CuO由黑变红），CO气体燃烧产生纯净的蓝色火焰。较强的视觉冲击，给学生留下了深刻的印象，这些将有助于学生对重点知识的理解、记忆和运用。

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