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2.甲酸(HCOOH)是一种有刺激气味的无色液体,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.
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↑,实验的部分装置如图所示.制备时先加热浓硫酸至80℃~90℃,再逐滴滴入甲酸.


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装置Ⅱ的作用是安全瓶,防止倒吸.
(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+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:
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.
③“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是防止甲酸铜晶体析出.
④用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质.

分析 该反应的制取原理为 液+液$\stackrel{△}{→}$↑,且需控制反应的温度,据此判断反应装置;CO不溶于水,可用排水法收集,为防倒吸,在发生装置与收集装置间加一个安全瓶;
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.

解答 解:①该反应的制取原理为 液+液$\stackrel{△}{→}$↑,故应选用分液漏斗和蒸馏烧瓶作为气体发生装置,温度计的水银球在液体中,测量反应液的温度,所缺的气体发生装置为,故答案为:
②生成的气体中含有CO、HCOOH和H2O,HCOOH易溶于水,会发生倒吸现象,需在收集前加一个安全瓶,故装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中,
故答案为:安全瓶,防止倒吸;
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,洗去晶体表面的液体杂质,故答案为:洗去晶体表面的水和其它杂质.

点评 本题考查了物质制备方案的设计,题目难度中等,明确制备原理为解答关键,注意掌握物质制备方案的设计原则,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列说法中正确的是(  )
A.阿伏伽德罗常数是人们规定的数,没有单位
B.0.012kg12C中所含有的碳原子数的精确值为6.02×1023
C.H2O的相对分子质量为18,1mol水的质量也为18
D.0.5molNaCl中含有的离子数为6.02×1023

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列离子方程式书写正确的是(  )
A.碳酸氢铵溶液和足量氢氧化钠溶液反应:NH4++OH-═NH3•H2O
B.向FeBr2中通入等量的Cl2:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO42-+H++OH-=BaSO4↓+H2O
D.Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性:Ba2++2H++2OH-+SO42-=BaSO4↓+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.计算下列物质的物质的量或质量.
(1)9.8gH2SO4的物质的量0.1mol
(2)5.3g Na2CO3的物质的量0.05mol
(3)0.25mol CaCO3的质量25g
(4)2.0mol H2O的质量36g.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.常温下,下列离子一定能大量存在于相应溶液中的是(  )
A.由水电离出的c(OH-)=1×10-7mol•L-1的溶液:K+、Al3+、Cl-、SO42-
B.电解时阴极上析出Cu的溶液:Al3+、NH4+、Cl-、NO3-
C.能使pH试纸变深红色的溶液:Fe2+、Ba2+、NO3-、Cl-
D.能使KI淀粉试纸变蓝色的溶液:Na+、Mg2+、SO32-、NO3-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂.以下是工业上用软锰矿(主要成份MnO2)制备高锰酸钾的流程图.
(1)软锰矿粉碎的目的增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应物反应完全.软锰矿、KOH混合物在空气加热熔融反应生成K2MnO4的化学方程式为:
2MnO2+O2+4KOH═2K2MnO4+2H2O.
(2)以上生产流程中可循环利用的物质是Ca(OH)2、CO2、KOH、MnO2.工业上用上述原理生产KMnO4方法产率较低,较好的制备方法是电解法.用Pt作阳极,Fe作阴极,电解K2MnO4溶液,阳极的电极反应式为MnO42--e -=MnO4-
(3)KMnO4是一种较稳定的化合物,但日光对KMnO4溶液的分解有催化作用,生成MnO2、KOH和O2.而 MnO2也是该分解反应的一种催化剂,请你设计一个实验方案,验证MnO2对该分解反应具有催化性.简述实验操作、现象及相关结论:取两份等体积、等浓度的KMnO4溶液,在同样条件下,只在其中一份中加入少量MnO2,观察溶液紫红色褪去的快慢.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

14.室温下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molN2和3molH2,发生如下反应:N2+3H2?2NH3,5min后到达平衡,平衡后混合气体的压强为起始压强的3/4,此时放出的热量为42KJ,则:
(1)平衡时N2的物质的量为0.5mol
(2)5min内用H2表示的反应速率为0.3mol/(L.min)
(3)若向该1L密闭容器中再充入1molN2,则H2的转化率变大(填变大、变小或不变)
(4)写出N2和H2反应生成NH3的热化学反应方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-84KJ/mol
(5)写出该反应的平衡常数的表达式:K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})•c({H}_{2})}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.金属钫(Fr)在自然界中含量极微,它的21个已知同位素都有放射性.它是碱金属元素中最重的元素.根据它在周期表中的位置预言其性质,其中不正确的是(  )
A.在已知元素中具有最大的原子半径
B.它是周期表中金属性最强的元素
C.氧化物的水化物的化学式为FrOH,它应是极弱的碱
D.其单质常温下跟水反应比钠剧烈

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.发酵法制酒精的过程可粗略表示为:(C6H10O5n→葡萄糖→乙醇.
(1)(C6H10O5n可表示两种常见的有机物,其中一种遇碘水不会变蓝的有机物的名称是纤维素.
(2)实验室常用新制氢氧化铜的碱性浊液来检验葡萄糖,该方法是基于葡萄糖分子中含有醛基(填名称)官能团,该过程中葡萄糖发生氧化反应.
(3)写出葡萄糖转化为乙醇的反应方程式C6H12O6$\stackrel{发酵}{→}$2C2H5OH+2CO2↑.

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