Question

生活中不少同學(xué)都被蚊蟲叮咬過，感覺又疼又癢，原因是蚊蟲叮咬時能分泌出蚊酸刺激皮膚．蚊酸化學(xué)式為HCOOH，化學(xué)名稱為甲酸，是一種有刺激性氣味的無色液體，具有很強的腐蝕性，為探究甲酸的部分化學(xué)性質(zhì)，同學(xué)們進行了如下實驗：

（1）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量甲酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生．該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）向盛有甲酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫醋酸的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)混合溶液的紫紅色褪去，說明甲酸具有

 

（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）；
（3）用甲酸與濃硫酸共熱制備一氧化碳：HCOOH

濃硫酸      .

80℃-90℃

H₂O+CO，實驗的部分裝置如甲所示．制備時先加熱濃硫酸至80-90℃，再逐滴滴入甲酸．欲組裝成甲圖制取CO氣體的發(fā)生裝置，從乙圖挑選所需儀器

 

（填序號）；
（2）裝置Ⅱ的作用是

 

（4）一定條件下，將生成的CO與H₂混合可發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．測得該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)值如下表

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①在一密閉容器中該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，保持其他條件不變，升高溫度，此平衡

 

移動（填“正向”、“逆向”、“不”）；
②某溫度下，將1molCO和4molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，測得c（CO）=0.1mol?L^-1，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

，此時的溫度

 

250℃（填“＞”、“＜”、“=”=．
（5）某同學(xué)分析甲酸的結(jié)構(gòu)式發(fā)現(xiàn)，甲酸中除有醛基，推測甲酸還應(yīng)具有醛的性質(zhì)．請幫助該同學(xué)設(shè)計實驗驗證其推測：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）甲酸與NaHCO₃反應(yīng)生成二氧化碳和甲酸鈉；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，易與還原性物質(zhì)反應(yīng)；
（3）甲酸與濃硫酸共熱制備一氧化碳：HCOOH

濃硫酸      .

80℃-90℃

H₂O+CO，該反應(yīng)為液液加熱的反應(yīng)，需要控制溫度，據(jù)此判斷；
（2）裝置Ⅱ是一個空的試劑瓶，可以防止倒吸的水進入蒸餾燒瓶中；
（4）①根據(jù)溫度對K的影響判斷反應(yīng)熱，再根據(jù)溫度對平衡的影響分析；
②利用三段式結(jié)合已知數(shù)據(jù)求出轉(zhuǎn)化的各物質(zhì)的量和平衡時的量，求出轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)，再與表中數(shù)據(jù)對比；
（5）根據(jù)醛基的性質(zhì)：與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡來分析．

解答： 解：（1）甲酸與NaHCO₃反應(yīng)生成二氧化碳和甲酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式為；HCOOH+HCO₃^-=HCOO^-+CO₂↑+H₂O；
故答案為：HCOOH+HCO₃^-=HCOO^-+CO₂↑+H₂O；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，易與還原性物質(zhì)反應(yīng)，向盛有甲酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫醋酸的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)混合溶液的紫紅色褪去，說明甲酸有還原性；
故答案為：還原性；
（3）甲酸與濃硫酸共熱制備一氧化碳：HCOOH

濃硫酸      .

80℃-90℃

H₂O+CO，該反應(yīng)為液液加熱的反應(yīng)，則需要的儀器為蒸餾燒瓶和分液漏斗，需要控制溫度，則用到溫度計；
故答案為：a、c、e；
（2）裝置Ⅱ是一個空的試劑瓶，可以防止倒吸的水進入蒸餾燒瓶中，故答案為：防止水槽中的水因倒吸流入蒸餾燒瓶中；
（4）①由表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度升高，K減小，則正方向為放熱反應(yīng)，所以保持其他條件不變，升高溫度，平衡逆向移動；
故答案為：逆向；
②將1molCO和4molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，測得c（CO）=0.1mol?L^-1，則n（CO）=0.2mol，
             CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
初始量（mol）：1         4        0
變化量（mol）：0.8      1.6      0.8
平衡量（mol）：0.2      2.4      0.8
則CO的轉(zhuǎn)化率為

0.8

1

×100%=80%，K=

0.8 2

0.1×( 2.4 2 )2

≈2.78，溫度250℃時K為2.041，所以溫度小于250℃，
故答案為：80%；＜；
（5）分析甲酸的結(jié)構(gòu)式發(fā)現(xiàn)，甲酸中含有醛基，推測甲酸還應(yīng)具有醛的性質(zhì)，醛基能與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡，則操作方法為：取少量甲酸于潔凈的小試管中，加入NaOH溶液中和其酸性，再加入銀氨溶液，加熱，產(chǎn)生了光亮銀鏡，可證明甲酸中含有醛基；
故答案為：取少量甲酸于潔凈的小試管中，加入NaOH溶液中和其酸性，再加入銀氨溶液，加熱，產(chǎn)生了光亮銀鏡，可證明甲酸中含有醛基．

點評：本題考查了氣體的制備、化學(xué)平衡移動的影響因素和平衡常數(shù)的計算、醛基的檢驗等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用的考查，題目難度中等．