Question

【题目】无色而有刺激性气味的甲酸，是最简单的羧酸液体，熔点8.6℃，沸点100.8℃。化学实验室常用甲酸(HCOOH)和浓硫酸混合加热制备一氧化碳，其反应方程式为：HCOOHCO↑+H2O，制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃，控制温度，再逐滴滴入甲酸。

（1）请从图中选用所需的仪器(仪器可重复使用)组成一套验证甲酸(HCOOH)和浓硫酸加热生成产物的实验装置。现提供以下药品：甲酸、浓硫酸、无水硫酸铜、氧化铜粉末、澄清石灰水。将所用仪器的序号按连接顺序由上至下依次填入下表(可以不填满)，并写出该仪器中应加试剂的名称或化学式(划横线部分不需要填写)。___

选用的仪器	加入的试剂
A	甲酸、浓硫酸
D	--

证明有一氧化碳生成的现象是___。

（2）实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜，然后再与甲酸制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)24H2O]晶体。查阅资料可知四水甲酸铜晶体为浅蓝色晶体，可溶于水，难溶于醇。

相关的化学方程式是：2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O；Cu(OH)2CuCO3+4HCOOH+5H2O=2Cu(HCOO)24H2O+CO2↑

实验步骤如下：

Ⅰ.碱式碳酸铜的制备：

①步骤ⅰ是将一定量CuSO45H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨，其目的是___。

②步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中，反应温度控制在70℃-80℃，如果看到___(填写实验现象)，说明温度过高。

Ⅱ.甲酸铜的制备：将Cu(OH)2CuCO3固体放入烧杯中，加入一定量热的蒸馏水，再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解，趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的时，冷却析出晶体，过滤，再用少量无水乙醇洗涤晶体2-3次，晾干，得到产品。

③制取甲酸铜时需要趁热过滤的原因是___。

④用无水乙醇洗涤晶体的目的是___

Answer 1

【答案】

选用的仪器	加入的试剂
A	甲酸、浓硫酸
C	无水硫酸铜
B	浓硫酸
E	氧化铜粉末
B	澄清石灰水
D	--

E中氧化铜粉末变红，E后B装置中澄清石灰水变浑浊 研细并混合均匀 有黑色固体生成 防止甲酸铜晶体析出 减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质

【解析】

(1)在装置A中进行，根据甲酸分解的方程式，产生成CO和水蒸气，根据实验目的，先验证水，即气体先通过盛有无水硫酸铜的装置C，如果固体变蓝，说明含有水蒸气，通过盛有浓硫酸的装置B，除去水蒸气，然后将气体通入盛有CuO的E装置，再将气体通入盛有澄清石灰水的B装置，如果澄清石灰水变浑浊，则说明含有CO，据此分析；

(2)①放到研钵中研磨增大接触面积，加快反应速率；

②碱式碳酸铜受热易分解，生成黑色的氧化铜；

③甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大；

④根据“相似相溶原理”，可知甲酸铜易溶于水，难溶于有机溶剂。

(1)在A装置中进行，甲酸分解的方程式为：HCOOHCO2↑＋H2O，先通过在C装置中无水硫酸铜，固体变蓝，接着通过B装置中浓硫酸除去水用来干燥气体，然后将气体通入E装置与氧化铜反应，氧化铜粉末变红，再将生成的气体通入B装置的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，即可判断分解产物中有CO生成；

故答案为：

选用的仪器	加入的试剂
A	甲酸、浓硫酸
C	无水硫酸铜
B	浓硫酸
E	氧化铜粉
B	澄清石灰水
D	--

E中氧化铜粉末变红，E后B装置中澄清石灰水变浑浊；

(2)Ⅰ、研磨的作用是把药品研细并混合均匀;

故答案为：研细并混合均匀；

温度过高，会分解生成黑色的氧化铜 ；

故答案为：有黑色固体生成；

Ⅱ、甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大，如果冷却，会有晶体析出，降低产率，因此需趁热过滤；

故答案为：防止甲酸铜晶体析出；

甲酸铜易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，故需用乙醇进行洗涤，减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质；

故答案为：减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质。