Question

【题目】甲酸(HCOOH)是还原性酸，又称作蚁酸，常用于橡胶、医药、染料、皮革等工业生产。某化学兴趣小组在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的某些性质进行了探究。请回答下列问题。

I.甲酸能与醇发生酯化反应

该兴趣小组用如上图所示装置进行甲酸(HCOOH)与甲醇(CH3OH)的酯化反应实验:

有关物质的性质如下:

	沸点/℃	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)装置中，仪器A的名称是_________________，长玻璃管c的作用是__________________________。

(2)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为____________________________________________。

(3)要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法为__________________________________。

II.甲酸能脱水制取一氧化碳

(1)利用上图装置制备并收集CO气体，其正确的连接顺序为a→__________(按气流方向从左到右，用小写字母表示)。

(2)装置B的作用是__________________________________。

(3)一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应:CO+NaOH HCOONa。

①为了证明“CO与NaOH固体发生了反应”，设计下列定性实验方案:取固体产物，配成溶液，___________。

②测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度：准确称取固体产物8,0g配制成100mL溶液，量取20.00mL该溶液于锥形瓶中，再加入___________作指示剂，用1.5mol/L的盐酸标准溶液滴定剩余的NaOH，平行滴定三次，平均消耗盐酸的体积为5.05mL，则产物中甲酸钠的质量分数为_______(计算结果精确到0.1%)。

Answer 1

【答案】 直形冷凝管 平衡内外气压，冷凝回流产品 HCOOH+ CH3OHHCOOCH3+H2O 蒸馏 c→b→e→d→f 除去CO中的HCOOH 蒸气 加入稀硫酸酸化后，再滴加酸性高锰酸钾溶液，能够使溶液褪色 酚酞 81.1%

【解析】I．(1)由装置图可知，仪器A为直形冷凝管；由于产物甲酸甲酯的沸点较低，为防止其大量挥发，所以长玻璃管c的作用冷凝回流产品，也能起到平衡内外气压的作用；

(2) 甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O；

(3)根据甲酸、甲醇和甲酸甲酯的沸点都有较大差别，可采用蒸馏的方法提取混合物中的甲酸甲酯；

II．(1)用甲酸脱水制取一氧化碳时，要用浓硫酸催化脱水，再用碱石灰进行除杂，最后用排水法收集CO，所以正确的连接顺序为a→c→b→e→d→f ；

(2) 由于甲酸的沸点不高，在加热时会有一定量的挥发，所以装置B的作用是除去CO中的HCOOH蒸气；

(3) ①已知甲酸(HCOOH)是还原性酸，所以可用氧化性物质来检验是否有甲酸生成，所以取固体产物，配成溶液，加入稀硫酸酸化后，再滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液的紫色褪去，即证明CO与NaOH固体发生了反应；②这是用标准盐酸来滴定未知碱溶液的操作，所以用酚酞作指示剂，已知消耗盐酸的物质的量为1.5mol/L×5.05×10-3L=7.575×10-3 mol，所以8.0g固体产物中含NaOH的质量为7.575×10-3 mol×5×40g/mol=1.515g，则产物中甲酸钠的质量分数为=81.1%。