Question

15．甲醛是深受关注的有机化合物．甲醛含量的测定有多种方法，例如：在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠．
完成下列填空：
（1）将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为1.100mol/L的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸20.00mL．甲醛水溶液的浓度为11mol/L；上述滴定中，若滴定管规格为50mL，甲醛水溶液取样不能超过10mL．
（2）甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性，发生反应的化学方程式通常表示如下：
HCHO+2Cu（OH）₂ $\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，每1mol甲醛参加反应转移的电子数为1.204×10²⁴个．甲醛中的碳的杂化方式为sp²．（填sp、sp²、sp³）

Answer 1

分析 （1）将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，得到溶液中含有NaOH，由硫酸的物质的量可得NaOH，以此确定甲醛的物质的量，进而计算浓度；若滴定管规格为50mL，如硫酸全部反应，体积为50mL，则可知消耗硫酸的物质的量，可知需要甲醛的物质的量，结合其浓度，可确定体积；
（2）根据方程式中碳元素的化合价变化分析计算，用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型．

解答 解：（1）产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，n（H₂SO₄）=1.100mol/L×0.02L=0.022mol，
将4.00mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，得到溶液中含有NaOH，加入硫酸发生H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，
则n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.044mol，c（HCHO）=$\frac{0.044mol}{0.004L}$=11mol/L，
若滴定管规格为50mL，如硫酸全部反应，体积为50mL，则可知消耗硫酸的物质的量为0.05L×11mol/L=0.055mol，
则n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.11mol，
甲醛水溶液取样不能超过的体积为$\frac{0.11mol}{11mol/L}$=0.01L=10mL，
故答案为：11；10； 
（2）HCHO分子中碳原子化合价为0价，HCHO+2Cu（OH）₂ $\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，甲酸中碳原子化合价为+2价，每1mol甲醛参加反应转移的电子数为2N_A，即1.204×10²⁴，甲醛分子中含有碳氧双键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp²杂化，
故答案为：1.204×10²⁴；sp²．

点评 本题以甲醛为载体综合考查物质的含量测定、杂化理论的应用，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，有利于培养学生良好的科学素养，提高学习的积极性，难度中等．