Question

【題目】甲酸是還原性酸，又稱(chēng)作蟻酸，常用于橡膠、醫(yī)藥、染料、皮革等工業(yè)生產(chǎn)。某化學(xué)興趣小組在分析甲酸的組成和結(jié)構(gòu)后，對(duì)甲酸的某些性質(zhì)進(jìn)行了探究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

Ⅰ.甲酸能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)

該興趣小組用如上圖所示裝置進(jìn)行甲酸與甲醇的酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：

有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下：

	沸點(diǎn)/℃	密度	水中溶解性
甲醇	64.5	0.79	易溶
甲酸	100.7	1.22	易溶
甲酸甲酯	31.5	0.98	易溶

（1）裝置中，儀器A的名稱(chēng)是__________，長(zhǎng)玻璃管c的作用是__________、__________

（2）甲酸和甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

（3）要從錐形瓶?jī)?nèi)所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法為____________________。

Ⅱ.甲酸能脫水制取一氧化碳，一定條件下，能與固體發(fā)生反應(yīng)：。

（1）如圖所示是以甲酸鈉溶液為電解質(zhì)溶液的甲醇燃料電池：

則a極電極反應(yīng)式為_______________。

（2）測(cè)定產(chǎn)物中甲酸鈉的純度：與足量充分反應(yīng)后，消耗標(biāo)況下，所得固體物質(zhì)為，則所得固體物質(zhì)中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）。

（3）甲酸鈉溶液呈弱堿性的原因：__________________（用離子方程式表示）

Answer 1

【答案】直形冷凝管 平衡內(nèi)外氣壓 冷凝回流產(chǎn)品 HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O 蒸餾 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O； HCOO-+H2O HCOOH+OH-

【解析】

Ⅰ.(1)由儀器結(jié)構(gòu)，可知儀器A為直形冷凝管；由蒸氣冷凝為液體，裝置內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)減小，長(zhǎng)玻璃管c可以平衡壓強(qiáng)，也可以將產(chǎn)品蒸氣進(jìn)行冷凝回流；

(2)甲酸與甲醇在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯與水；

(3)錐形瓶?jī)?nèi)為液態(tài)混合物，用蒸餾方法提取甲酸甲酯；

Ⅱ.(1) 甲醇燃料電池中甲醇作負(fù)極，氧氣作正極；

(2) 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)，甲酸鈉的物質(zhì)的量為0.1mol，據(jù)此計(jì)算甲酸鈉的理論質(zhì)量，再求純度；

(3) 甲酸鈉溶液呈弱堿性的原因是甲酸根離子水解；

Ⅰ.(1)由儀器結(jié)構(gòu)，可知儀器A為直形冷凝管；由蒸氣冷凝為液體，裝置內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)減小，長(zhǎng)玻璃管c可以平衡壓強(qiáng)，也可以將產(chǎn)品蒸氣進(jìn)行冷凝回流，故答案為：直形冷凝管；平衡內(nèi)外氣壓；冷凝回流產(chǎn)品；

(2)甲酸與甲醇在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯與水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O，故答案為：HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O；

(3)錐形瓶?jī)?nèi)為液態(tài)混合物，且甲酸、甲醇、甲酸甲酯的沸點(diǎn)相差很大，所以可以用蒸餾的方法提取甲酸甲酯，故答案為：蒸餾；

Ⅱ.(1) 甲酸鈉為電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液顯堿性，甲醇燃料電池中甲醇作負(fù)極，則a極室為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

(2) 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)，甲酸鈉的物質(zhì)的量為0.1mol，則甲酸鈉的質(zhì)量為：m=n·M=0.1mol×68g/mol=6.8g，所得固體物質(zhì)為，則所得固體物質(zhì)中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：，故答案為：

(3) 甲酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，甲酸根離子水解生成甲酸和氫氧根離子，使溶液呈弱堿性，其水解方程式為：HCOO-+H2OHCOOH+OH-，故答案為：HCOO-+H2OHCOOH+OH-。