Question

8．甲酸（HCOOH）熔点8.4℃，沸点100.7℃，能与水、乙醇互溶，具有较强的还原性．加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气．
（1）实验室中向加热至80℃-90℃的浓硫酸中逐滴滴入甲酸，再缓慢加热可制得一氧化碳：HCOOH$\frac{\underline{\;\;\;\;\;浓硫酸\;\;\;\;\;}}{80℃-90℃}$H₂O+CO↑，实验部分装置如图1所示．

①请从图2中挑选所需的仪器，补充图中虚线方框中缺少的气体发生装置：ac、e（填选项序号）（必要的塞子、玻璃管、橡胶管、固定装置已省略）．其中，温度计的水银球应该处于液面以下，但不能接触烧瓶底部位置．
②装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中．
（2）实验室可用甲酸、硫酸铜以及碳酸氢钠制备甲酸铜，相关化学方程式为：
2CuSO₄+4NaHCO₃═Cu（OH）₂•CuCO₃↓+3CO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O
Cu（OH）₂•CuCO₃+4HCOOH+5H₂O═2Cu（HCOO）₂•4H₂O+CO₂↑
实验步骤如下：
Ⅰ、制备碱式碳酸铜：NaHCO₃固体，CuSO₄•5H₂O晶体$→_{研磨}^{i}$ $→_{热水中反应}^{ii}$…→Cu（OH）₂•CuCO₃固体
①步骤ⅰ是将一定量CuSO₄•5H₂O晶体和NaHCO₃固体一起放到研钵中研磨，其目的是研细并混合均匀．
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℃，如果看到出现黑色固体（填写实验现象），说明温度过高．
③步骤ⅱ的后续操作有过滤、洗涤．检验沉淀是否已洗涤干净的方法为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加滴加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．
Ⅱ、制备甲酸铜：
将Cu（OH）₂•CuCO₃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$\frac{1}{3}$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．
④“趁热过滤”中，必须“趁热”的原因是防止甲酸铜晶体析出．
⑤用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质，并减少甲酸铜晶体的损失．
（3）请设计实验证明甲酸具有较强的还原性：往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性．再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中，水浴加热，有银镜生成，则说明甲酸具有较强的还原性．

Answer 1

分析 （1）①该制备原理符合：液体+液体$\stackrel{△}{→}$气体，且需控制反应的温度，用分液漏斗添加甲酸，在蒸馏烧瓶中反应；
②生成的气体中含有HCOOH，HCOOH易溶于水，B起安全瓶作用；
（2）①研磨使CuSO₄•5H₂O晶体和NaHCO₃固体混合均匀；
②温度过高，碱式碳酸铜会分解生成CuO；
③碱式碳酸铜表面会附着硫酸根离子，用氯化钡溶液检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子判断；
④甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大，需趁热过滤；
⑤甲酸铜易溶于水，难溶于有机溶剂，洗去晶体表面的水和其它杂质，减少甲酸铜晶体的损失；
（3）甲酸能发生银镜反应，可以证明甲酸具有还原性．

解答 解：（1）①该制备原理符合：液体+液体$\stackrel{△}{→}$气体，用分液漏斗添加甲酸，在蒸馏烧瓶中反应，且需控制反应的温度，温度计水银球应在液面以下，但不能接触烧瓶底部，
故答案为：ac；液面以下，但不能接触烧瓶底部；
②生成的气体中含有HCOOH，HCOOH易溶于水，B起安全瓶作用，防止水因倒吸而流入蒸馏烧瓶中，
故答案为：防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中；
（2）①将一定量CuSO₄•5H₂O晶体和NaHCO₃固体一起放到研钵中研磨，其目的是：研细并混合均匀，使反应充分，
故答案为：研细并混合均匀；
②温度过高，碱式碳酸铜会分解生成黑色的CuO，
故答案为：出现黑色固体；
③碱式碳酸铜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：滴加BaCl₂溶液；
④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；
⑤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，
故答案为：洗去晶体表面的水和其它杂质，并减少甲酸铜晶体的损失；
（3）甲酸能发生银镜反应，可以证明甲酸具有还原性，具体实验方案为：往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性．再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中，水浴加热，有银镜生成，
故答案为：往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性．再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中，水浴加热，有银镜生成，则说明甲酸具有较强的还原性．

点评 本题考查物质制备实验，涉及对装置与操作的分析评价、基本操作、实验方案设计等，是对化学实验综合考查，注意掌握物质制备方案的设计原则．