Question

甲酸（CH₂O₂），俗称蚁酸，结构式为：
某化学兴趣小组的同学在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的性质提出如下猜想并设计了相关实验加以验证：
猜想I：甲酸具有酸性；
实验I：在甲酸溶液中滴加紫色石蕊试液；
猜想II：甲酸能发生银镜反应；
实验II：（步骤如图所示）；
回答下列问题：
（1 ）请你再设计出至少2个实验方案来验证甲酸的酸性：

测定pH或滴加Na₂CO₃溶液、

、

或将甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中

；
（2）请你进一步设计实验方案证明甲酸是弱酸：

测定HCOONa溶液的pH；或将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数，测其pH的变化；或比较等浓度甲酸和盐酸的导电性等；

；
（3）依如图所示的实验，加热20分钟后并没有出现预期的实验现象．该小组同学预期的化学反应是（用化学方程式表示）

HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH

水浴

2H₂O+2Ag+4NH₃↑+CO₂ ↑

，请你从理论上简单解释实验中没有出现该现象的原因

由于羟基对醛基的影响，导致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性质；羧基中C原子和2个O原子之间形成1个大л键，而使甲酸分子中的醛基性质不太典型；或答稀氨水量不足，使甲酸与银氨溶液混合后仍显酸性；

；
（4）在仔细分析甲酸分子组成元素的基础上，请你再提出一个甲酸在浓硫酸作用下可能具有的性质的猜想是

甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O；

．

Answer 1

分析：（1）根据酸的通性设计实验方案；
（2）从弱酸存在电离平衡、不能完全电离、钠盐溶液呈碱性以及与强酸比较等角度分析；
（3）根据甲酸含有的官能团分析可能具有的性质，推测各官能团之间的相互影响；
（4）根据浓硫酸具有脱水性，以及甲酸的分子式为CH₂O₂，根据质量守恒可推测甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成物；

解答：解：（1）根据酸的通性分析，甲酸呈酸性，则在溶液中电离出氢离子，用PH试纸检验变红色，能与碱发生中和反应，能与碳酸盐反应生成二氧化碳气体，
故答案为：测定pH或滴加Na₂CO₃溶液、或将甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中；
（2）如甲酸为弱酸，则其钠盐溶液水解呈碱性，将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数时，PH变化不同，强酸PH变化较大，弱酸PH变化较小，溶液的导电性不同，
故答案为：测定HCOONa溶液的pH；或将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数，测其pH的变化；或比较等浓度甲酸和盐酸的导电性等；
（3）甲酸的结构为，分子中含有醛基、羧基、羰基和羟基，应具有还原性和酸性等性质，理论上甲酸的醛基被氧化成羧基，甲酸变成碳酸．碳酸不稳定分解成二氧化碳和水，反应方程式为：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH

水浴

2H₂O+2Ag+4NH₃↑+CO₂ ↑，实验Ⅱ中没有出现预期的现象的可能原因是羟基的影响，另外进行银镜反应时，须在碱性条件下反应，如稀氨水量不足，则无银镜产生，
故答案为：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH

水浴

2H₂O+2Ag+4NH₃↑+CO₂ ↑；由于羟基对醛基的影响，导致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性质；羧基中C原子和2个O原子之间形成1个大л键，而使甲酸分子中的醛基性质不太典型；或答稀氨水量不足，使甲酸与银氨溶液混合后仍显酸性；
（4）根据浓硫酸具有脱水性，以及甲酸的分子式为CH₂O₂，根据质量守恒可推测甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O，故答案为：甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O；

点评：本题主要考查了甲酸的性质，解答时抓住官能团羧基和醛基是解答的关键，题目难度中等．