题目内容
【题目】野外被蚊虫叮咬会出现红肿,这是由甲酸(HCOOH)造成的。请完成下列探究。
I . HCOOH 酸性探究
(1)下列酸属于二元酸的有___________。
a.HCOOH b.H2CO3 c.H2C2O4 d.CH3CHOHCH2COOH
(2)下列实验事实能证明甲酸为弱酸的是___________。
a.HCOONH4溶液呈酸性
b.将甲酸滴入溶液中有气体生成
C.常温下,0.1mol·L-1的甲酸溶液的pH约为3
d.等浓度的盐酸与甲酸溶液。前者的导电能力更强
(3)可用小苏打溶液处理蚊虫叮咬造成的红肿,请用离子方程式表示其原理_________。
Ⅱ甲酸制备甲酸铜探究
相关原理和化学方程式如下:
先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后碱式碳酸铜再与甲酸反应制得四水甲酸铜晶体:
实验步骤如下:
(4)碱式碳酸铜的制备:
①步骤ⅰ是将一定量晶体和固体一起放到研钵中研细并混合均匀。
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℃,温度不能过高的原因是________________________________。
③步骤ⅱ的后续操作有过滤、洗涤等。检验沉淀是否已洗涤干净的方法为________。
(5)甲酸铜晶体的制备:
将Cu(OH)2CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量的热蒸馏水,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三分之一时,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。
①“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是_________________。
②用乙醇洗涤晶体的目的是________________________________。
③若该实验所取原料 CuSO45H2O 晶体和 NaHCO3 固体的质量分别为12.5 g 和9.5 g,实验结 束后,最终称量所得的产品为 7.91 g,则产率为________________。
【答案】 bc cd HCOOH + HCO3-=HCOO-+ H2O + CO2↑ 产物 Cu(OH)2CuCO3 受热会分解 取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加 BaCl2 溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗 涤干净,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净 防止甲酸铜晶体析出 洗去晶体表面的水和其它杂质,且减少后续晾干的时间 70%
【解析】I.(1)a.HCOOH 水溶液中电离出一个氢离子属于一元酸,故a错误;b.H2CO3 水溶液中电离出两个氢离子为二元酸,故b正确;c.H2C2O4 含两个羧基,水溶液中电离出两个氢离子为二元酸,故c正确;d.CH3CHOHCH2COOH只含一个羧基,为一元酸,故d错误;故答案为:bc;
(2)a.HCOONH4溶液显酸性只能说明铵根离子水解溶液显酸性,不能说明甲酸为弱酸,故a错误;b.将甲酸滴入NaHCO3溶液中有气体生成,说明甲酸酸性大于碳酸,不能说明甲酸为弱酸,故b错误;c.常温下,0.1molL-1的甲酸溶液的 pH 约为3说明甲酸未完全电离,证明甲酸为弱酸,故c正确;d.等浓度的盐酸与甲酸溶液,都是一元酸,前者的导电能力更强说明甲酸溶液中存在电离平衡,证明甲酸为弱酸,故d正确;故答案为:cd;
(3)蚊虫叮咬造成的红肿,是释放出甲酸,碳酸氢钠和甲酸反应,反应的离子方程式为:HCOOH+HCO3-═HCOO-+H2O+CO2↑,故答案为:HCOOH+HCO3-═HCOO-+H2O+CO2↑;
II.(4)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℃,温度不能过高的原因是产物 Cu(OH)2CuCO3 受热会分解,故答案为:产物Cu(OH)2CuCO3受热会分解;
③Cu(OH)2CuCO3 表面会附着硫酸根离子,检验洗涤干净方法:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗涤干净,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗涤干净,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净;
(5)①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,防止甲酸铜晶体析出,故答案为:防止甲酸铜晶体析出;
②甲酸铜易溶于水,不能用蒸馏水洗涤,故需用乙醇进行洗涤,洗去晶体表面的水及其它杂质,减少甲酸铜晶体的损失,且减少后续晾干的时间,故答案为:洗去晶体表面的水和其它杂质,减少甲酸铜晶体的损失,且减少后续晾干的时间;
③12.5g硫酸铜晶体的物质的量为: =0.05mol,9.5g碳酸氢钠的物质的量为: ≈0.113mol,根据反应2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O可知,碳酸氢钠过量,反应生成的碱式碳酸铜的物质的量为0.05mol,根据反应Cu(OH)2CuCO3+4HCOOH+5H2O═Cu(HCOO)24H2O+CO2↑可知,生成甲酸铜的物质的量为0.05mol,所以甲酸铜的产率为: ×100%=70%,故答案为:70%。