Question

甲酸（CH₂O₂），俗稱蟻酸，結構式為：
某化學興趣小組的同學在分析甲酸的組成和結構后，對甲酸的性質提出如下猜想并設計了相關實驗加以驗證：
猜想I：甲酸具有酸性；
實驗I：在甲酸溶液中滴加紫色石蕊試液；
猜想II：甲酸能發(fā)生銀鏡反應；
實驗II：（步驟如圖所示）；
回答下列問題：
（1 ）請你再設計出至少2個實驗方案來驗證甲酸的酸性：______、______；
（2）請你進一步設計實驗方案證明甲酸是弱酸：______；
（3）依如圖所示的實驗，加熱20分鐘后并沒有出現(xiàn)預期的實驗現(xiàn)象．該小組同學預期的化學反應是（用化學方程式表示）______

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)酸的通性設計實驗方案；
（2）從弱酸存在電離平衡、不能完全電離、鈉鹽溶液呈堿性以及與強酸比較等角度分析；
（3）根據(jù)甲酸含有的官能團分析可能具有的性質，推測各官能團之間的相互影響；
（4）根據(jù)濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據(jù)質量守恒可推測甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成物；
解答：解：（1）根據(jù)酸的通性分析，甲酸呈酸性，則在溶液中電離出氫離子，用PH試紙檢驗變紅色，能與堿發(fā)生中和反應，能與碳酸鹽反應生成二氧化碳氣體，
故答案為：測定pH或滴加Na₂CO₃溶液、或將甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中；
（2）如甲酸為弱酸，則其鈉鹽溶液水解呈堿性，將等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀釋相同倍數(shù)時，PH變化不同，強酸PH變化較大，弱酸PH變化較小，溶液的導電性不同，
故答案為：測定HCOONa溶液的pH；或將等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀釋相同倍數(shù)，測其pH的變化；或比較等濃度甲酸和鹽酸的導電性等；
（3）甲酸的結構為，分子中含有醛基、羧基、羰基和羥基，應具有還原性和酸性等性質，理論上甲酸的醛基被氧化成羧基，甲酸變成碳酸．碳酸不穩(wěn)定分解成二氧化碳和水，反應方程式為：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH2H₂O+2Ag+4NH₃↑+CO₂ ↑，實驗Ⅱ中沒有出現(xiàn)預期的現(xiàn)象的可能原因是羥基的影響，另外進行銀鏡反應時，須在堿性條件下反應，如稀氨水量不足，則無銀鏡產(chǎn)生，
故答案為：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH2H₂O+2Ag+4NH₃↑+CO₂ ↑；由于羥基對醛基的影響，導致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性質；羧基中C原子和2個O原子之間形成1個大л鍵，而使甲酸分子中的醛基性質不太典型；或答稀氨水量不足，使甲酸與銀氨溶液混合后仍顯酸性；
（4）根據(jù)濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據(jù)質量守恒可推測甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成CO和H₂O，故答案為：甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成CO和H₂O；
點評：本題主要考查了甲酸的性質，解答時抓住官能團羧基和醛基是解答的關鍵，題目難度中等．