Question

甲酸是还原性酸，又称作蚁酸，常用于橡胶、医药、染料、皮革等工业生产。某化学兴趣小组在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的某些性质进行了探究。请回答下列问题。

Ⅰ.甲酸能与醇发生酯化反应

该兴趣小组用如上图所示装置进行甲酸与甲醇的酯化反应实验：

有关物质的性质如下：

	沸点/℃	密度	水中溶解性
甲醇	64.5	0.79	易溶
甲酸	100.7	1.22	易溶
甲酸甲酯	31.5	0.98	易溶

（1）装置中，仪器A的名称是__________，长玻璃管c的作用是__________、__________

（2）甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为____________________。

（3）要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯，可采用的方法为____________________。

Ⅱ.甲酸能脱水制取一氧化碳，一定条件下，能与固体发生反应：。

（1）如图所示是以甲酸钠溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池：

则a极电极反应式为_______________。

（2）测定产物中甲酸钠的纯度：与足量充分反应后，消耗标况下，所得固体物质为，则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为_______（计算结果精确到0.1%）。

（3）甲酸钠溶液呈弱碱性的原因：__________________（用离子方程式表示）

Answer

直形冷凝管 平衡内外气压 冷凝回流产品 HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O 蒸馏 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O； HCOO-+H2O HCOOH+OH-

【解析】

Ⅰ.(1)由仪器结构，可知仪器A为直形冷凝管；由蒸气冷凝为液体，装置内压强会减小，长玻璃管c可以平衡压强，也可以将产品蒸气进行冷凝回流；

(2)甲酸与甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成甲酸甲酯与水；

(3)锥形瓶内为液态混合物，用蒸馏方法提取甲酸甲酯；

Ⅱ.(1) 甲醇燃料电池中甲醇作负极，氧气作正极；

(2) 标准状况下的物质的量为0.1mol，根据，甲酸钠的物质的量为0.1mol，据此计算甲酸钠的理论质量，再求纯度；

(3) 甲酸钠溶液呈弱碱性的原因是甲酸根离子水解；

Ⅰ.(1)由仪器结构，可知仪器A为直形冷凝管；由蒸气冷凝为液体，装置内压强会减小，长玻璃管c可以平衡压强，也可以将产品蒸气进行冷凝回流，故答案为：直形冷凝管；平衡内外气压；冷凝回流产品；

(2)甲酸与甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成甲酸甲酯与水，化学反应方程式为：HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O，故答案为：HCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O；

(3)锥形瓶内为液态混合物，且甲酸、甲醇、甲酸甲酯的沸点相差很大，所以可以用蒸馏的方法提取甲酸甲酯，故答案为：蒸馏；

Ⅱ.(1) 甲酸钠为电解质溶液，电解质溶液显碱性，甲醇燃料电池中甲醇作负极，则a极室为负极，其电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

(2) 标准状况下的物质的量为0.1mol，根据，甲酸钠的物质的量为0.1mol，则甲酸钠的质量为：m=n·M=0.1mol×68g/mol=6.8g，所得固体物质为，则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为：，故答案为：

(3) 甲酸钠是强碱弱酸盐，甲酸根离子水解生成甲酸和氢氧根离子，使溶液呈弱碱性，其水解方程式为：HCOO-+H2OHCOOH+OH-，故答案为：HCOO-+H2OHCOOH+OH-。