Question

【題目】甲酸(HCOOH)是還原性酸，又稱作蟻酸，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，對甲酸的某些性質(zhì)進(jìn)行了探究。請回答下列問題。

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(HCOOH)與甲醇(CH3OH)的酯化反應(yīng)實驗:

有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下:

	沸點/℃	密度(g·cm-3)	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的名稱是_________________，長玻璃管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)要從錐形瓶內(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

(1)利用上圖裝置制備并收集CO氣體，其正確的連接順序為a→__________(按氣流方向從左到右，用小寫字母表示)。

(2)裝置B的作用是__________________________________。

(3)一定條件下，CO能與NaOH固體發(fā)生反應(yīng):CO+NaOH HCOONa。

①為了證明“CO與NaOH固體發(fā)生了反應(yīng)”，設(shè)計下列定性實驗方案:取固體產(chǎn)物，配成溶液，___________。

②測定產(chǎn)物中甲酸鈉(HCOONa)的純度：準(zhǔn)確稱取固體產(chǎn)物8,0g配制成100mL溶液，量取20.00mL該溶液于錐形瓶中，再加入___________作指示劑，用1.5mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的NaOH，平行滴定三次，平均消耗鹽酸的體積為5.05mL，則產(chǎn)物中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______(計算結(jié)果精確到0.1%)。

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 c→b→e→d→f 除去CO中的HCOOH 蒸氣 加入稀硫酸酸化后，再滴加酸性高錳酸鉀溶液，能夠使溶液褪色 酚酞 81.1%

【解析】I．(1)由裝置圖可知，儀器A為直形冷凝管；由于產(chǎn)物甲酸甲酯的沸點較低，為防止其大量揮發(fā)，所以長玻璃管c的作用冷凝回流產(chǎn)品，也能起到平衡內(nèi)外氣壓的作用；

(2) 甲酸和甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O；

(3)根據(jù)甲酸、甲醇和甲酸甲酯的沸點都有較大差別，可采用蒸餾的方法提取混合物中的甲酸甲酯；

II．(1)用甲酸脫水制取一氧化碳時，要用濃硫酸催化脫水，再用堿石灰進(jìn)行除雜，最后用排水法收集CO，所以正確的連接順序為a→c→b→e→d→f ；

(2) 由于甲酸的沸點不高，在加熱時會有一定量的揮發(fā)，所以裝置B的作用是除去CO中的HCOOH蒸氣；

(3) ①已知甲酸(HCOOH)是還原性酸，所以可用氧化性物質(zhì)來檢驗是否有甲酸生成，所以取固體產(chǎn)物，配成溶液，加入稀硫酸酸化后，再滴加酸性高錳酸鉀溶液，溶液的紫色褪去，即證明CO與NaOH固體發(fā)生了反應(yīng)；②這是用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸來滴定未知堿溶液的操作，所以用酚酞作指示劑，已知消耗鹽酸的物質(zhì)的量為1.5mol/L×5.05×10-3L=7.575×10-3 mol，所以8.0g固體產(chǎn)物中含NaOH的質(zhì)量為7.575×10-3 mol×5×40g/mol=1.515g，則產(chǎn)物中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=81.1%。