Question

【題目】螞蟻分泌的蟻酸主要成分是甲酸（結構式為 ，Ka=1.8×10﹣4），通常情況下是一種無色易揮發的液體．甲酸在濃硫酸作用下容易分解產生CO．某化學興趣小組的同學對HCOOH的性質進行了以下探究：
（1）該組同學選擇如圖1所示的裝置探究HCOOH在濃硫酸作用下分解產生了CO，請完成下列各小題．

（i）寫出甲酸分解的化學方程式；
（ii）裝置的連接順序a；
（iii）HCOOH的分解產物中有CO的現象；
（iv）該實驗設計有一處明顯的缺陷是；
（2）該組同學分析了甲酸分子結構后，認為甲酸能發生銀鏡反應，并設計了如圖2所示的實驗．
（i）依圖所示的實驗，加熱20分鐘后并沒有出現光亮的銀鏡．請解釋實驗中沒有產生銀鏡的原因；
（ii）請設計實驗來驗證你的解釋 ．

Answer 1

【答案】
（1）HCOOH CO↑+H2O；cbfged；D中黑色粉末變成紅色，C中澄清石灰水變渾濁；無尾氣處理裝置
（2）由于HCOOH的酸性較強，破壞了發生銀鏡反應的堿性條件；先將HCOOH用NaOH溶液中和至弱堿性，再加入到銀氨溶液中進行銀鏡反應，若產生光亮的銀鏡，說明HCOOH發生銀鏡反應需在堿性環境下進行
【解析】解：（1）（i）甲酸在濃硫酸作用下易分解產生CO和水，方程式為：HCOOH CO↑+H2O，所以答案是：HCOOH CO↑+H2O；（ii）根據實驗原理探究HCOOH在濃硫酸作用下分解產生了CO，即將生成的氣體首先通入氫氧化鈉溶液除去可能含有的二氧化碳酸性氣體，再通入CuO粉末加熱還原，最后將生成的氣體通入澄清石灰水來檢驗是否有二氧化碳生成，所以裝置的連接順序為acbfged，所以答案是：cbfged；（iii）根據（2）的裝置連接，CO還原氧化銅生成紅色的銅和二氧化碳，所以HCOOH的分解產物中有CO的現象是D中黑色粉末變成紅色，C中澄清石灰水變渾濁，所以答案是：D中黑色粉末變成紅色，C中澄清石灰水變渾濁；（iv）因為CO有毒，所以多余的CO要處理，則該實驗設計有一處明顯的缺陷是無尾氣處理裝置，所以答案是：無尾氣處理裝置；（2）（i）甲酸的結構為 ，分子中含有醛基、羧基，應具有還原性和酸性等性質，理論上甲酸的醛基在堿性條件下被氧化銀氨溶液氧化，產生光亮的銀鏡，而實驗中沒有出現預期的現象的可能原因是由于HCOOH的酸性較強，破壞了發生銀鏡反應的堿性條件，
所以答案是：由于HCOOH的酸性較強，破壞了發生銀鏡反應的堿性條件；（ii）根據甲酸的醛基在堿性條件下被銀氨溶液氧化，所以可以先將溶液調成堿性再做銀鏡反應觀察，則實驗設計為：先將HCOOH用NaOH溶液中和至弱堿性，再加入到銀氨溶液中進行銀鏡反應，若產生光亮的銀鏡，說明HCOOH發生銀鏡反應需在堿性環境下進行，所以答案是：先將HCOOH用NaOH溶液中和至弱堿性，再加入到銀氨溶液中進行銀鏡反應，若產生光亮的銀鏡，說明HCOOH發生銀鏡反應需在堿性環境下進行．