Question

甲酸(HCOOH)是还原性弱酸，常用于橡胶、医药等工业生产，也可用于制备重要的化工原料[Cu(HCOO)₂·4H₂O]。

I.碱式碳酸铜的制备

(1)“操作i”中研磨的目的是__。

(2)“操作ii”发生的反应是：2CuSO₄+4NaHCO₃═Cu(OH)₂·CuCO₃↓+3CO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O。原料中NaHCO₃必须过量的原因是__。反应温度低于80℃的原因是__。

(3)“操作iii”中系列操作包括过滤、__、干燥。

II.甲酸的制备

(4)一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应：CO+NaOHHCOONa，再将HCOONa酸化，即可得HCOOH。

①为了证明“CO与NaOH固体发生了反应”，甲同学设计下列验证方案：取少许固体产物，配成溶液，在常温下测其pH，若pH＞7，则得证。该方案是否可行__(填“是”或“否”)，请简述你的理由：__。

②乙同学设计了另一个定性验证方案：取固体产物，配成溶液，__(请补充完整)。

III.甲酸铜的合成及纯度测定

(5)实验室按Cu(OH)₂·CuCO₃+4HCOOH+5H₂O═2Cu(HCOO)₂·4H₂O+CO₂↑反应制得甲酸铜晶体，按以下步骤测定其纯度。

步骤一：准确称取mg甲酸铜晶体样品，配成250mL溶液；

步骤二：移取25.00mL溶液于锥形瓶中，往溶液中加入足量KI摇匀，用cmol/LNa₂S₂O₃溶液滴定至溶液变浅黄色时，加入10mL10%KSCN试剂，并加几滴淀粉溶液，继续用cmol/LNa₂S₂O₃溶液滴定至终点，共消耗Na₂S₂O₃溶液V₁mL。

步骤三：用25.00mL蒸馏水代替甲酸铜溶液，重复步骤二，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL；

已知：CuI难溶于水，能吸附I₂；2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；I₂+2= +2I^-；CuI(s)+SCN^-(aq)CuSCN(s)+I^-(aq)

①配制溶液时用到的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒和__；

②实验中加入10mL10%KSCN试剂的目的是__。

③甲酸铜晶体的纯度__(列表达式即可，Cu(HCOO)₂·4H₂O的摩尔质量为226g/mol)。

Answer

增大接触面积，使反应充分进行 提供碱性环境，有利于生成碱式碳酸铜； 温度过高，会导致碱式碳酸铜分解或温度过高，水解反应程度加大，会生成过多的Cu(OH)2； 洗涤 否 甲酸是弱酸，HCOONa溶液的pH大于7，但是未反应的NaOH固体会使溶液的pH大于7 答案一：加入稀硫酸酸化后，滴加酸性高锰酸钾溶液能够褪色；答案二：加入银氨溶液水浴加热有银镜生成；答案三：加入新制氢氧化铜并加热有红色沉淀生成 250mL容量瓶、胶头滴管 将CuI转化为CuSCN，防止其吸附I2 ×100%

【解析】

将NaHCO3固体和CuSO4·5H2O晶体混合研麿，再加入热水中生成的碱式碳酸铜，经过滤、洗涤、干燥获得；一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应生成HCOONa，再将HCOONa酸化，即可得HCOOH；反应过程中生成的HCOONa其溶液显碱性，且具有醛基的性质；最后Cu(OH)2·CuCO3和HCOOH按一比例混合反应即可制得甲酸铜晶体。

(1)将NaHCO3固体和CuSO4·5H2O晶体混合研麿，达到增大接触面积，使反应充分进行的目的；

(2)反应2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O中涉及到HCO3-的水解与电离，则原料中过量的NaHCO3可提供碱性环境，有利于生成碱式碳酸铜；因Cu(OH)2·CuCO3不稳定，受热易分解，则反应温度低于80℃，可防止温度过高，会导致碱式碳酸铜分解或温度过高，水解反应程度加大，会生成过多的Cu(OH)2；

(3)从悬浊液中获得Cu(OH)2·CuCO3沉淀，需要经过过滤、洗涤、干燥获得；

(4)①甲酸是弱酸，HCOONa溶液的pH大于7，但是未反应的NaOH固体会使溶液的pH大于7，则通过测定反应后固体混合物配制的溶液pH＞7，无法证明有HCOONa生成；

②HCOONa含有醛基，有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，也能发生银镜反应，则可采用：方法一：加入稀硫酸酸化后，滴加酸性高锰酸钾溶液能够褪色；方法二：加入银氨溶液水浴加热有银镜生成；方法三：加入新制氢氧化铜并加热有红色沉淀生成。

(5)①配制250mL溶液，用到的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、250mL容量瓶和胶头滴管；

②CuI难溶于水，能吸附I2，则加入10%KSCN可将CuI转化为CuSCN，防止其吸附I2；

③已知：2Cu2++4I-== +2I-；CuI(s)+SCN-(aq)CuSCN(s)+I-(aq)，则2Cu(HCOO)2·4H2O~~~~2CuI~~~~~~~~I2~~~~~~~~2，滴定过程实际消耗Na2S2O3溶液(V1-V2)mL，则甲酸铜晶体的纯度为=×100%。