Question

5．已知甲酸（HCOOH）是羧酸中组成最简单的酸，它具有羧酸的性质，在实验室里常用甲酸在浓硫酸的作用下制取少量一氧化碳，现用甲酸与甲醇反应制取甲酸甲酯来验证甲酸具有能发生酯化反应的性质，装置如图所示．
回答下列问题：
（1）生成甲酸甲酯反应的化学方程式为HCOOH+CH₃OH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$HCOOCH₃+H₂O．
（2）实验过程中选用的试剂及用品有浓硫酸、甲醇、甲酸，还有饱和Na₂CO₃溶液、碎瓷片（或沸石）两种物质．
（3）导管a不能伸入液面以下的理由是防止液体受热不均匀引起倒吸．
（4）在实验过程中导管b不能（填“能”或“不能”）直接与大气相通，理由为CO和CH₃OH都是有毒物质且对环境有污染．
（5）大试管中溶液的作用有溶解甲醇、吸收甲酸，还有降低甲酸甲酯在水中的溶解度，利于分层析出的作用．
（6）若大试管中溶液是NaOH溶液，则收集到的产物比预期的少，其原因是甲酸甲酯在NaOH溶液存在的条件下水解了一部分．

Answer 1

分析 （1）甲酸与甲醇发生酯化反应生成甲酸甲酯和水；
（2）还要饱和碳酸钠溶液分离混合物，碎瓷片防止暴沸；
（3）若导管a伸入液面以下，醇、酸易溶于水，易发生倒吸；
（4）该实验中可能产生有毒尾气，不能直接排放在环境中；
（5）大试管中溶液的作用有溶解甲醇、吸收甲酸，还可降低酯的溶解度，偏于分层；
（6）酯在NaOH溶液中可发生水解反应．

解答 解：（1）生成甲酸甲酯反应的化学方程式为HCOOH+CH₃OH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$HCOOCH₃+H₂O，故答案为：HCOOH+CH₃OH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$HCOOCH₃+H₂O；
（2）实验过程中选用的试剂及用品有浓硫酸、甲醇、甲酸，还有饱和Na₂CO₃溶液、碎瓷片（或沸石），故答案为：饱和Na₂CO₃溶液；碎瓷片（或沸石）；
（3）导管a不能伸入液面以下的理由是防止液体受热不均匀引起倒吸，故答案为：防止液体受热不均匀引起倒吸；
（4）在实验过程中导管b不能直接与大气相通，理由为CO和CH₃OH都是有毒物质且对环境有污染，
故答案为：不能；CO和CH₃OH都是有毒物质且对环境有污染；
（5）大试管中溶液的作用有溶解甲醇、吸收甲酸，还有降低甲酸甲酯在水中的溶解度，利于分层析出的作用，
故答案为：降低甲酸甲酯在水中的溶解度，利于分层析出的作用；
（6）若大试管中溶液是NaOH溶液，则收集到的产物比预期的少，其原因是甲酸甲酯在NaOH溶液存在的条件下水解了一部分，
故答案为：甲酸甲酯在NaOH溶液存在的条件下水解了一部分．

点评 本题考查有机物的制备实验，为高频考点，把握制备反应原理、有机物的性质、混合物分离提纯方法等为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，注意该实验类比乙酸乙酯的制备，题目难度中等．