Question

15．甲醛是深受关注的有机化合物．甲醛含量的测定有多种方法，例如：在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠．
（1）将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为1.100mol•L^-1的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸20.00mL．甲醛水溶液的浓度为11mol•L^-1．上述滴定中，若滴定管规格为50mL，甲醛水溶液取样不能超过10mL．
（2）甲醛可和新制氢氧化铜的反应发生反应的化学方程式通常表示如下：HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O．在该反应中体现了甲醛的还原性（填“氧化性”、“还原性”）每1mol甲醛参加反应转移的电子数为1.204×10²⁴个．甲醛中的碳的杂化方式为sp²．（填sp、sp²、sp³）

Answer 1

分析 在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等；
（1）将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，得到溶液中含有NaOH，由硫酸的物质的量可得NaOH，以此确定甲醛的物质的量，进而计算浓度；若滴定管规格为50mL，如硫酸全部反应，体积为50mL，则可知消耗硫酸的物质的量，可知需要甲醛的物质的量，结合其浓度，可确定体积；
（2）根据HCHO分子中碳原子化合价为0价，HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，HCOOH中碳原子化合价为+2价，化合价升高，还原剂，具有还原性，1个HCHO转移2个电子；根据价层电子对互斥模型判断．

解答 解：（1）产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，n（H₂SO₄）=1.100mol•L^-1×0.02L=0.022mol，将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，得到溶液中含有NaOH，加入硫酸发生反应：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，则n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.022mol×2=0.044mol，c（HCHO）=$\frac{0.044mol}{0.004L}$=11mol/L；
若滴定管规格为50mL，如硫酸全部反应，体积为50mL，则可知消耗硫酸的物质的量为0.05L×11mol/L=0.055mol，则n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.11mol，甲醛水溶液取样不能超过的体积为V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.11mol}{11mol/L}$=0.01L=10mL；
故答案为：11；10； 
（2）HCHO分子中碳原子化合价为0价，HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，HCOOH中碳原子化合价为+2价，化合价升高，还原剂，具有还原性；每1mol甲醛参加反应转移的电子数为2N_A，即1.204×10²⁴，甲醛分子内碳原子形成3个σ键，无孤对电子，杂化方式为sp²杂化，立体构型为平面三角形；
故答案为：还原性；1.204×10²⁴；sp²．

点评 本题以甲醛为载体综合考查物质的含量测定、杂化理论的应用，侧重于学生的分析，有利于培养学生良好的科学素养，提高学习的积极性，难度中等．