Question

【題目】(2015·上海）甲醛是深受關(guān)注的有機(jī)化合物。甲醛含量的測(cè)定有多種方法，例如：在調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中加入甲醛水溶液，經(jīng)充分反應(yīng)后，產(chǎn)生的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與甲醛的物質(zhì)的量相等，然后用已知濃度的硫酸滴定氫氧化鈉。完成下列填空：
（1）將4.00 mL甲醛水溶液加入到經(jīng)調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中，充分反應(yīng)后，用濃度為1.100 mol/L的硫酸滴定，至終點(diǎn)時(shí)耗用硫酸20.00 mL。甲醛水溶液的濃度為 mol/L。
（2）上述滴定中，若滴定管規(guī)格為50mL，甲醛水溶液取樣不能超過(guò) mL。
（3）工業(yè)甲醛含量測(cè)定的另一種方法：在甲醛水溶液中加入過(guò)氧化氫，將甲醛氧化為甲酸，然后用已知濃度的氫氧化鈉溶液滴定。
HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O NaOH + HCOOH → HCOONa + H2O
已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。
如果H2O2用量不足，會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果 （選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），因?yàn)?/span> ；如果H2O2過(guò)量，會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果 （選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），因?yàn)?/span> 。
（4）甲醛和新制氫氧化銅的反應(yīng)顯示了甲醛的還原性，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式通常表示如下：
HCHO + 2Cu(OH)2 HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
若向足量新制氫氧化銅中加入少量甲醛，充分反應(yīng)，甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一判斷。
①主要儀器：試管 酒精燈
②可供選用的試劑：硫酸銅溶液、甲醛、甲酸、氫氧化鈉溶液

Answer 1

【答案】
（1）11
（2）10.00
（3）偏低；HCHO未完全氧化；偏低；部分HCOOH被氧化
（4） 向NaOH溶液中滴加硫酸銅溶液，振蕩，然后加入甲酸，加熱至沸騰。如果出現(xiàn)磚紅色沉淀，表明甲酸或甲酸鹽會(huì)繼續(xù)與氫氧化銅應(yīng)，甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽。
【解析】
1.n(H2SO4)= 1.100 mol/L×0.02L=0.022mol，由于2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O，所以n(NaOH)=2 n(H2SO4)=0.044mol,n(HCHO)= n(NaOH)= 0.044mol。則甲醛水溶液的濃度為c(HCHO)= n(HCHO)÷V=0.044mol÷0.004L=11mol/L。
2.根據(jù)上述分析可知4.00ml甲醛水溶液充分反應(yīng)后產(chǎn)生的堿NaOH消耗硫酸20.00 mL，若硫酸濃度不變上述滴定中，若滴定管規(guī)格為50mL，消耗50mL硫酸，則甲醛水溶液取樣體積最多是×4ml=10ml即甲醛的體積不能超過(guò)10mL。
3.如果H2O2用量不足，產(chǎn)生的HCOOH偏少，進(jìn)行中和滴定消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積就偏小，會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果偏低。如果H2O2過(guò)量，由于H2O2能氧化反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸生成二氧化碳和水，使中和滴定消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積也偏小，因此也會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果偏低。
4.甲酸HCOOH或甲酸鹽如HCOONa等都含有醛基，所以要證明向足量新制氫氧化銅中加入少量甲醛，充分反應(yīng)，甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽，只要證明在物質(zhì)中不含有醛基就可以。方法是向試管中加入2ml10％的NaOH溶液，然后向其中滴加2％的硫酸銅溶液CuSO4溶液4-6滴，產(chǎn)生Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀，取少量反應(yīng)后的溶液，加入到新制Cu(OH)2懸濁液中，加熱煮沸，觀(guān)察有無(wú)磚紅色沉淀產(chǎn)生，若有證明含有甲酸或甲酸鹽，否則不含有甲酸或甲酸鹽。
【分 析】物質(zhì)的量濃度是表示溶液濃度的方法，物質(zhì)的量濃度的計(jì)算要依據(jù)物質(zhì)的量濃度定義式，物質(zhì)合量的測(cè)定要進(jìn)行得到，物質(zhì)存在的檢驗(yàn)方法要依據(jù)物質(zhì)合有的官 能團(tuán)的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行確定。誤差分析要根據(jù)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的大小確定，在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，要操作方便、現(xiàn)象明顯，安
全性強(qiáng)。