Question

甲酸（HCOOH）是一种有刺激臭味的无色液体，有很强的腐蚀性。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：HCOOHH₂O+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。

      

         Ⅰ制备CO      Ⅱ         Ⅲ收集CO

①从下图挑选所需的仪器，画出Ⅰ中所缺的气体发生装置（添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管，固

   定装置不用画），并标明容器中的试剂。（2分）

                             

    分液漏斗  长颈漏斗     蒸馏烧瓶     集气瓶    温度计

② 装置Ⅱ的作用是                                         。（2分）

（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+4 NaHCO₃= Cu(OH)₂·CuCO₃↓+3CO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O

    Cu(OH)₂·CuCO₃+4HCOOH+ 5H₂O=2 Cu(HCOO)₂·4H₂O+ CO₂↑

实验步骤如下：

Ⅰ、碱式碳酸铜的制备：

③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        。（2分）

④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            （填写实验现象），说明温度过高。（1分）

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。

⑤“趁热过滤”中，必须“趁热”的原因是                                 。（1分）

⑥用乙醇洗涤晶体的目的是                                               。（1分）

Answer 1

①仪器选择正确并标时液体，温度计水银球的位置（２分）

②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中（2分）

③研细并混合均匀（1分）

④出现黑色固体（1分）

⑤防止甲酸铜晶体析出（2分）

⑥洗去晶体表面的水和其它杂质（1分）

解析：

①因为是给液体加热制备气体，且要控制温度，故气体发生装置与实验室制乙烯的发生装置一样，即如上图所示；②因为是用排水法收集气体，故如果受热不均匀就有可能发生倒吸，故Ⅱ为防倒吸装置；③因为是取混和固体多次加入热水中，故两种固体要混合均匀，而NaHCO₃固体和CuSO₄·H₂O晶体均易结成块，固要研细才可混和均匀；④氢氧化铜和碳酸铜受热均不稳定易分解，前者生成黑色的氧化铜和水，后者者黑色的氧化铜和二氧化碳，所以温度过高会使它们分解，出现黑色固体；⑤蒸发浓缩后甲酸铜的浓度比较高，如果冷却至常温会以晶体的形式析出，故要“趁热”过滤；⑥将滤液冷却结晶后，析出的晶体表面一定会残留有溶液中的其它物质，如表面上有水，还有一些其它的溶质都有可能残留在上面，故用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质。