Question

【題目】甲酸(HCOOH)是還原性弱酸，常用于橡膠、醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)，也可用于制備重要的化工原料[Cu(HCOO)2·4H2O]。

I.堿式碳酸銅的制備

(1)“操作i”中研磨的目的是__。

(2)“操作ii”發(fā)生的反應(yīng)是：2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O。原料中NaHCO3必須過量的原因是__。反應(yīng)溫度低于80℃的原因是__。

(3)“操作iii”中系列操作包括過濾、__、干燥。

II.甲酸的制備

(4)一定條件下，CO能與NaOH固體發(fā)生反應(yīng)：CO+NaOHHCOONa，再將HCOONa酸化，即可得HCOOH。

①為了證明“CO與NaOH固體發(fā)生了反應(yīng)”，甲同學(xué)設(shè)計(jì)下列驗(yàn)證方案：取少許固體產(chǎn)物，配成溶液，在常溫下測其pH，若pH＞7，則得證。該方案是否可行__(填“是”或“否”)，請簡述你的理由：__。

②乙同學(xué)設(shè)計(jì)了另一個(gè)定性驗(yàn)證方案：取固體產(chǎn)物，配成溶液，__(請補(bǔ)充完整)。

III.甲酸銅的合成及純度測定

(5)實(shí)驗(yàn)室按Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+5H2O═2Cu(HCOO)2·4H2O+CO2↑反應(yīng)制得甲酸銅晶體，按以下步驟測定其純度。

步驟一：準(zhǔn)確稱取mg甲酸銅晶體樣品，配成250mL溶液；

步驟二：移取25.00mL溶液于錐形瓶中，往溶液中加入足量KI搖勻，用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至溶液變淺黃色時(shí)，加入10mL10%KSCN試劑，并加幾滴淀粉溶液，繼續(xù)用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，共消耗Na2S2O3溶液V1mL。

步驟三：用25.00mL蒸餾水代替甲酸銅溶液，重復(fù)步驟二，消耗Na2S2O3溶液V2mL；

已知：CuI難溶于水，能吸附I2；2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；I2+2= +2I-；CuI(s)+SCN-(aq)CuSCN(s)+I-(aq)

①配制溶液時(shí)用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒和__；

②實(shí)驗(yàn)中加入10mL10%KSCN試劑的目的是__。

③甲酸銅晶體的純度__(列表達(dá)式即可，Cu(HCOO)2·4H2O的摩爾質(zhì)量為226g/mol)。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行 提供堿性環(huán)境，有利于生成堿式碳酸銅； 溫度過高，會(huì)導(dǎo)致堿式碳酸銅分解或溫度過高，水解反應(yīng)程度加大，會(huì)生成過多的Cu(OH)2； 洗滌 否 甲酸是弱酸，HCOONa溶液的pH大于7，但是未反應(yīng)的NaOH固體會(huì)使溶液的pH大于7 答案一：加入稀硫酸酸化后，滴加酸性高錳酸鉀溶液能夠褪色；答案二：加入銀氨溶液水浴加熱有銀鏡生成；答案三：加入新制氫氧化銅并加熱有紅色沉淀生成 250mL容量瓶、膠頭滴管 將CuI轉(zhuǎn)化為CuSCN，防止其吸附I2 ×100%

【解析】

將NaHCO3固體和CuSO4·5H2O晶體混合研麿，再加入熱水中生成的堿式碳酸銅，經(jīng)過濾、洗滌、干燥獲得；一定條件下，CO能與NaOH固體發(fā)生反應(yīng)生成HCOONa，再將HCOONa酸化，即可得HCOOH；反應(yīng)過程中生成的HCOONa其溶液顯堿性，且具有醛基的性質(zhì)；最后Cu(OH)2·CuCO3和HCOOH按一比例混合反應(yīng)即可制得甲酸銅晶體。

(1)將NaHCO3固體和CuSO4·5H2O晶體混合研麿，達(dá)到增大接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行的目的；

(2)反應(yīng)2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O中涉及到HCO3-的水解與電離，則原料中過量的NaHCO3可提供堿性環(huán)境，有利于生成堿式碳酸銅；因Cu(OH)2·CuCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，則反應(yīng)溫度低于80℃，可防止溫度過高，會(huì)導(dǎo)致堿式碳酸銅分解或溫度過高，水解反應(yīng)程度加大，會(huì)生成過多的Cu(OH)2；

(3)從懸濁液中獲得Cu(OH)2·CuCO3沉淀，需要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥獲得；

(4)①甲酸是弱酸，HCOONa溶液的pH大于7，但是未反應(yīng)的NaOH固體會(huì)使溶液的pH大于7，則通過測定反應(yīng)后固體混合物配制的溶液pH＞7，無法證明有HCOONa生成；

②HCOONa含有醛基，有還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則可采用：方法一：加入稀硫酸酸化后，滴加酸性高錳酸鉀溶液能夠褪色；方法二：加入銀氨溶液水浴加熱有銀鏡生成；方法三：加入新制氫氧化銅并加熱有紅色沉淀生成。

(5)①配制250mL溶液，用到的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒、250mL容量瓶和膠頭滴管；

②CuI難溶于水，能吸附I2，則加入10%KSCN可將CuI轉(zhuǎn)化為CuSCN，防止其吸附I2；

③已知：2Cu2++4I-== +2I-；CuI(s)+SCN-(aq)CuSCN(s)+I-(aq)，則2Cu(HCOO)2·4H2O~~~~2CuI~~~~~~~~I2~~~~~~~~2，滴定過程實(shí)際消耗Na2S2O3溶液(V1-V2)mL，則甲酸銅晶體的純度為=×100%。