Question

已知甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应，并由此而制得CO气体．实验室用甲酸和浓硫酸混和后制取CO时，常不需加热，其具体操作方法如下：在试管内倒入一定体积的甲酸，然后再小心、缓慢地沿试管壁倒入等体积的浓硫酸，这时可见试管内液体分上、下两层，在两层液体的界面处有少量气泡，轻轻振动试管，可见液体交界面气泡增多，改变振动的力度可控制气泡产生的速率．试回答下列问题：
（1）用上述方法制取CO的化学反应方程式为________；
（2）用该法制CO不需加热的原因________；
（3）以上操作方法可控制反应速率的原因________．
（4）具支试管（试管侧壁有一支管，如左下图所示）在实验室有多种用途，试只用具支试管、橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一个孔）、玻璃导管及连接和夹持仪器装配一个用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO气体、用CO还原氧化铜、并检验其氧化产物的实验装置．试画出该装置示意图于右下的方框内（同类仪器最多只能有三件，不必画夹持仪器，但需注明所装的药品）．

Answer 1

解：（1）甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应，即反应物为甲酸，生成物为水和一氧化碳，条件是浓硫酸和加热60～80℃，所以方程式为HCOOHCO↑+H₂O．
（2）甲酸和浓硫酸混合时，可产生大量的热，使反应液温度达到反应所需的温度，所以不需要加热．
（3）甲酸和浓硫酸密度不同，反应在两液体的界面发生，振动试管可可使两反应物相互混合、溶解，调节两反应物的接触面积，从而加快反应速率．
（4）用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO是两种液体在常温下反应制气体，一氧化碳有毒，还原氧化铜时要有尾气处理装置，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑，检验氧化产物用澄清的石灰水，装置如下图．
故答案为：（1）HCOOHCO↑+H₂O；
（2）甲酸和浓硫酸混合时，可产生大量的热，使反应液温度达到反应所需的温度；
（3）由于甲酸和浓硫酸密度不同所以甲酸在上层，浓硫酸在下层，反应在两液体的界面发生，振动试管可使两反应物相互混合、溶解，增大反应物相互间的接触面而加快反应速率；
（4）实验装置中若选用其它仪器（如酒精灯等）或所用同类仪器超过三件的均不给分．
分析：（1）根据甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应的信息回答．
（2）根据反应的放热现象回答．
（3）根据甲酸和浓硫酸密度不同，反应在两液体的界面发生，振动试管可调节两反应物的接触面积回答．
（4）根据用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO气体的药品状态和反应条件、用CO还原氧化铜的装置、一氧化碳的毒性、检验二氧化碳的方法回答．
点评：气体的制取是初中重要的化学实验之一，既是难重点，又是考查热点，理解反应原理，掌握装置的选择依据、气体的检验、验满、收集方法，了解实验步骤和注意事项是解决该类问题的关键．