题目内容

17．无色而有刺激性气味的甲酸，是最简单的羧酸液体，熔点8.6℃，沸点100.8℃．化学实验室常用甲酸（HCOOH）和浓硫酸混合加热制备一氧化碳，其反应方程式为：HCOOH$\frac{\underline{\;H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H2O，制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃，控制温度，再逐滴滴入甲酸．

（1）请从上图中选用所需的仪器（仪器可重复使用）组成一套验证甲酸（HCOOH）和浓硫酸加热生成产物的实验装置．现提供以下药品：甲酸、浓硫酸、无水硫酸铜、氧化铜粉末、澄清石灰水．将所用仪器的序号按连接顺序由上至下依次填入下表（可以不填满），并写出该仪器中应加试剂的名称或化学式（划横线部分不需要填写）．
选用的仪器加入的试剂
A        甲酸、浓硫酸
D--
证明有一氧化碳生成的现象是E中氧化铜粉末变红，E后B装置中澄清石灰水变浑浊．
（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，然后再与甲酸制得四水甲酸铜[Cu（HCOO）2•4H2O]晶体．查阅资料可知四水甲酸铜晶体为浅蓝色晶体，可溶于水，难溶于醇．
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．
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．
③制取甲酸铜时需要“趁热过滤”的原因是防止甲酸铜晶体析出．
④用无水乙醇洗涤晶体的目的是减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质．

分析 （1）在A装置中进行，甲酸（HCOOH）分解的方程式为：HCOOH$\frac{\underline{\;H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H2O，先通过在C装置中无水硫酸铜检验水的存在，接着通过B装置中浓硫酸除去水用来干燥气体，然后将气体通入E装置与氧化铜反应，再将生成的气体通入B装置的澄清石灰水，即可判断分解产物中有无CO生成；
（2）碱式碳酸铜受热易分解，生成黑色的氧化铜．甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大，需趁热过滤．根据“相似相溶原理”可知甲酸铜易溶于水，难溶于有机溶剂，
Ⅰ、①将一定量CuSO4•5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨会增大接触面积，加快反应速率；
②碱式碳酸铜受热易分解，生成黑色的氧化铜；
Ⅱ、③甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大；
④根据“相似相溶原理”可知甲酸铜易溶于水，难溶于有机溶剂；

解答 解：（1）在A装置中进行，甲酸（HCOOH）分解的方程式为：HCOOH$\frac{\underline{\;H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H2O，先通过在C装置中无水硫酸铜，固体变蓝，接着通过B装置中浓硫酸除去水用来干燥气体，然后将气体通入E装置与氧化铜反应，氧化铜粉末变红，再将生成的气体通入B装置的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，即可判断分解产物中有CO生成；
故答案为：

选用的仪器加入的试剂
A甲酸、浓硫酸
C无水硫酸铜
B浓硫酸
E氧化铜粉末
B澄清石灰水
D--
E中氧化铜粉末变红，E后B装置中澄清石灰水变浑浊；
（2）Ⅰ、①研磨的作用是把药品研细并混合均匀，
故答案为：研细并混合均匀；
②温度过高，Cu（OH）2•CuCO3会分解生成黑色的氧化铜，
故答案为：有黑色固体生成；
Ⅱ、③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，
故答案为：防止甲酸铜晶体析出；
④甲酸铜易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，故需用乙醇进行洗涤，减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质，
故答案为：减少晶体的损耗以及洗去晶体表面的水和其它杂质．

点评 本题主要考查了物质的制备与检验，掌握实验的原理、物质的性质是解题的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度不大．

练习册系列答案
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8．有机物 的系统名称为（　　）
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12．下列说法正确的有几项（　　）
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2．把铁和铜的混合物放入稀硝酸中，反应后过滤，滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则滤液中一定含有的是（　　）
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9．2011年11月，“神舟八号”在酒泉发射升空，并取得圆满成功．“神舟八号”的运载火箭所用燃料是偏二甲肼（C2H8N2）（其中N的化合价为-3）和四氧化二氮（N2O4）．在火箭升空过程中，燃料发生反应：C2H8N2+2N2O4→2CO2+3N2+4H2O提供能量．下列有关叙述正确的是（　　）
A．该燃料绿色环保，在燃烧过程中不会造成任何环境污染
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6．由两种固体组成的混合物A可以发生如框图1所示的一系列变化．

（1）按要求写方程式：
反应①的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑；
反应③的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-；
反应④的离子方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
（2）根据图2回答问题：
①在实验室中要获得干燥纯净的黄绿色气体F，可以将它通过如图I、II所示的装置，其中瓶I中盛放的是饱和食盐水，目的是除去Cl2中的HCl；
②用图III装置制取并证明气体C，分液漏斗内盛放的液体是H2O2，试管中收集满气体后，下一步实验操作是：把导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用姆指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气．
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