Question

（2009?汕头二模）甲酸（CH₂O₂），俗称蚁酸，结构式为：

．某化学兴趣小组的同学在分析甲酸的组成和结构后，对甲酸的性质提出如下猜想并设计了相关实验加以验证：
猜想I：甲酸具有酸性；
实验I：在甲酸溶液中滴加紫色石蕊试液；
猜想II：甲酸能发生银镜反应；
实验II：操作过程如右图所示；
回答下列问题：
（1）请你再设计出至少2个实验方案来验证甲酸的酸性：

测定pH或滴加Na₂CO₃溶液

、

或将甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中

；
（2）请你进一步设计实验方案证明甲酸是弱酸

测定HCOONa溶液的pH；或将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数，测其pH的变化；或比较等浓度甲酸和盐酸的导电性等

；
（3）依右上图所示的实验，加热20分钟后并没有出现预期的实验现象．该小组同学预期的实验现象是

出现银镜

，请你从理论上简单解释实验中没有出现该现象的原因

由于羟基对醛基的影响，导致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性质；羧基中C原子和2个O原子之间形成1个大л键，而使甲酸分子中的醛基性质不太典型；或答稀氨水量不足，使甲酸与银氨溶液混合后仍显酸性

；
（4）在仔细分析甲酸分子组成元素的基础上，请你再提出一个甲酸在浓硫酸作用下可能具有的性质的猜想并设计一个实验方案验证你的猜想：
①你提出的猜想是

甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O

；
②你设计的实验方案是：

实验方案请参考如下形式：

Answer 1

分析：（1）根据酸的通性设计实验方案；
（2）从弱酸存在电离平衡、不能完全电离、钠盐溶液呈碱性以及与强酸比较等角度分析；
（3）根据甲酸含有的官能团分析可能具有的性质，推测各官能团之间的相互影响；
（4）①根据浓硫酸具有脱水性，以及甲酸的分子式为CH₂O₂，根据质量守恒可推测甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成物；
②甲酸在浓硫酸作用下生成一氧化碳和水，可用无水硫酸铜检验水的生成，然后通过CuO固体，在加热条件下反应，观察固体颜色的变化，并将生成的气体通入澄清石灰水观察是否变浑浊，以此涉及实验方案．

解答：解：（1）根据酸的通性分析，如甲酸呈酸性，则在溶液中电离出氢离子，用PH试纸检验变红色，能与碱发生中和反应，能与碳酸盐反应生成二氧化碳气体，故答案为：测定pH或滴加Na₂CO₃溶液、或将甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中；
（2）如甲酸为弱酸，则其钠盐溶液水解呈碱性，将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数时，PH变化不同，强酸PH变化较大，弱酸PH变化较小，溶液的导电性不同，
故答案为：测定HCOONa溶液的pH；或将等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀释相同倍数，测其pH的变化；或比较等浓度甲酸和盐酸的导电性等；
（3）甲酸的结构为，分子中含有醛基、羧基、羰基和羟基，应具有还原性和酸性等性质，实验Ⅱ中没有出现预期的现象的可能原因是羟基的影响，另外进行银镜反应时，须在碱性条件下反应，如稀氨水量不足，则无银镜产生，
故答案为：出现银镜；由于羟基对醛基的影响，导致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性质；羧基中C原子和2个O原子之间形成1个大л键，而使甲酸分子中的醛基性质不太典型；或答稀氨水量不足，使甲酸与银氨溶液混合后仍显酸性；
（4）①根据浓硫酸具有脱水性，以及甲酸的分子式为CH₂O₂，根据质量守恒可推测甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O，故答案为：甲酸在浓硫酸的作用下脱水生成CO和H₂O；
②甲酸在浓硫酸作用下生成一氧化碳和水，可用无水硫酸铜检验水的生成，然后通过CuO固体，在加热条件下反应，观察固体颜色的变化，并将生成的气体通入澄清石灰水观察是否变浑浊，故答案为：

点评：本题主要是根据甲酸的结构特点，既含有羧基，又含有醛基，考查了由物质结构推断物质性质的能力以及设计实验探究物质性质的能力．