题目内容

19．甲酸（HCOOH）是一种有刺激性气味的无色液体，有很强的腐蚀性、较强的还原性．熔点8.4℃，沸点100.7℃，能与水、乙醇互溶，加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气．
（1）实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳：HCOOH$\frac{\underline{\;\;\;\;\;浓硫酸\;\;\;\;\;}}{80℃-90℃}$H2O+CO↑，实验的部分装置如下图所示．制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃，再逐滴滴入甲酸．

①请从图中挑选所需的仪器，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，碱式碳酸铜再与甲酸反应制得四水甲酸铜[Cu（HCOO）2•4H2O]晶体．相关的化学方程式是：
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、碱式碳酸铜的制备：

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℃，如果看到有黑色固体生成（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、甲酸铜的制备：
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．
（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．

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：有黑色固体生成；
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：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；
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．
（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．

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．

练习册系列答案
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9．碳酸镁晶须是一种新型吸波隐形材料中的增强剂．某工厂以MgCl2（含少量杂质FeCl2、FeCl3）为原料制备碳酸镁晶须（MgCO3•H2O）的工艺流程如下：

已知：Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氢氧化物沉淀时的pH
物质开始沉淀沉淀完全
Fe（OH）32.73.7
Fe（OH）27.69.6
Mg（OH）29.911.1
注：Fe（OH）2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去．
（1）写出“氧化”过程中发生的离子反应方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目．
（2）pH调节的范围3.7～9.9之间，滤渣的主要成分Fe（OH）3（填化学式）．
（3）操作X包括过滤、洗涤、烘干，证明碳酸镁晶须已经洗涤干净的方法取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤干净．
（4）水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的测定
①取水浸后溶液100.00mL，测得Cl-的浓度为0.455mol•L-1，向其中缓缓通入氯气使Fe2+恰好完全转化为Fe3+，测得此时溶液中Cl-的浓度为0.460mol•L-1（溶液体积变化忽略不计）．
②另取水浸后溶液100.00mL，向其中加入过量的1mol•L-1NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、灼烧，冷却后，称得固体粉末的质量为0.96g．
试通过计算确定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物质的量浓度（写出计算过程）．
10．下列离子方程式不正确的是（　　）
A．向偏铝酸钠溶液中加入过量盐酸：AlO2-+4H+=Al3++2H2O
B．MnO2与浓盐酸混合加热：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
C．等浓度等体积的Ba（OH）2溶液和NaHSO4溶液混合：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
D．用NaOH溶液吸收少量H2S气体：OH-+H2S=HS-+H2O
7．下列说法不正确的是（　　）
A．锡中加入一定量的铅制成焊锡，目的使被焊接的部分更牢固，更不易被氧化
B．聚乙烯制成塑料薄膜，用于食品、药品包装的材料
C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放
14．2015年10月，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药--青蒿素和双氢青蒿素的贡献获得诺贝尔生理学或医学奖．青蒿素和双氢青蒿素的结构式如下图．从青蒿中提取青蒿素主要采用有机溶剂提取的方法．下列有关说法不正确的是（　　）
A．用有机溶剂从青蒿中提取青蒿素，主要采用萃取的方法
B．青蒿素的分子式为C15H22O5
C．青蒿素通过还原反应可制得双氢青蒿素
D．青蒿素和双氢青蒿素都是芳香族化合物
4．下列实验操作或结论有错误的是（　　）
A．分液时，下层液体从分液漏斗下口放出，上层液体从上口倒出
B．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
C．蒸馏操作时，使用的冷凝水应该由低往高流，形成逆流
D．蒸发操作时，应使混合物中的水分子蒸干后，才能停止加热
11．Ⅰ．将适量的蔗糖放入烧杯中，加入少量水，搅拌均匀．然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体．请回答下列问题：
（1）生成的黑色物质是C（填化学式）．
（2）“体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体”，写出对应的化学方程式2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（3）上述实验现象主要体现了浓硫酸的②③④（填序号）．
①酸性        ②吸水性       ③脱水性       ④强氧化性
Ⅱ．向80mL浓硫酸中加入56g铜片，加热一段时间后至不再反应为止，实验测得反应中共有13.44L（标准状况下）SO2生成，该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O，反应中转移电子1.2mol，该反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性．
8．某元素X的原子序数为52，下列叙述正确的是（　　）
A．X的主要化合价是-2、+4、+6
B．可以形成稳定的气态氢化物
C．X的最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4的酸性强
D．X原子的还原性比碘原子强
10．（1）根据官能团对下列有机物进行分类，将它们的类别填写在横线上．
酚酯羧酸氯代烃醇CH3C≡CH炔．

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