Question

甲醛是重要的有机合成原料，大量用于生产树脂、合成纤维、药物、涂料等，也是世界卫生组织（WHO）确认的致癌物和致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08mg/m³
（1）某研究性学习小组拟用甲醛法测定常见铵态氮肥的含氮量[资料：4NH₄⁺+6HCHO=（CH₂）₆N₄H⁺+3H⁺+6H₂O，所生成的H⁺和（CH₂）₆N₄H⁺可用NaOH标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂]．用甲醛法测定含氮量，不适合的铵盐是

 

．（填字母）
a．NH₄HCO₃ b．（NH₄）₂SO₄ c．NH₄Cl
（2）滴定时取待测液于锥形瓶中，操作如图所示（手持部分省略）：正确的操作是如图1

 

，取溶液所用仪器的名称是

 

．
（3）工业制甲醛的两种方法如下（数据均为298.15K下测定）：
反应I：CH₃OH（g）→HCHO（g）+H₂（g）
△H₁=+92.09kJ/mol，K₁=3.92×10^-11
反应II：CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）
△H₂=-149.73kJ/mol，K₂=4.35×10²⁹
①绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率．反应

 

（填“I”或“II”）制甲醛原子利用率更高．从反应的焓变和平衡常数K值看，反应

 

（填“I”或“II”）制甲醛更加有利．
②反应Ⅱ自发进行的条件是

 

．
a．高温b．低温c．任何条件都自发
（4）某研究性学习小组测定居室中甲醛的含量的原理如下，请结合已学知识，配平下列方程式：

 

MnO₄^-+

 

HCHO+

 

=

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

打开a，关闭b，用注射器抽取室内空气；关闭b，打开a，再推动注射器，将气体全部推入酸性KMnO₄溶液中，使其充分反应．当B装置中

 

时停止推气．若总共取样为500L空气，则该居室内空气中甲醛的浓度

 

mg/m³．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）根据HCO₃^-也可与NaOH标准溶液反应；
（2）根据向锥形瓶中取液的基本实验操作判断；取液用的是移液管；
（3）①根据原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比来比较；根据平衡常数越大越有利于反应的进行；
②反应放热，且熵值增大，根据△G=△H-T?△S判断；
（4）根据氧化还原反应中化合价升降相等配平该反应的离子方程式；根据恰好反应进行完，酸性KMnO₄溶液颜色褪去；根据化学方程式4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O求出HCHO的物质的量，然后求出其体积，最后求出甲醛的浓度．

解答： 解；（1）因HCO₃^-也可与NaOH标准溶液反应，消耗NaOH标准溶液，使得测定结果偏高，故选：a；
（2）图中所用的仪器是移液管，将移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠着容器内壁，容器稍倾斜，移液管则保持垂直，放开食指，使溶液沿容器内壁自然流下，待移液管内溶液流凈后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液体不要吹出，
故答案是：D；移液管；
（3）①因原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比，反应I的原子利用率为

30

32

×100%=93.7%，反应II的原子利用率为

30

48

×100%=62.5%；平衡常数越大越有利于反应的进行；故答案为：I；II；  
②因反应放热，△H＜0，熵值增大，△S＞0，所以△G=△H-T?△S一定小于0，反应自发，故选：c；
（4）由上述反应，高锰酸根离子中Mn元素化合价由+7变为+2，化合价降低了5价，反应中高锰酸根离子被还原，则HCHO中的C在反应中被氧化，HCHO中C的化合价为0价，被氧化成二氧化碳气体，化合价升高至少升高4价，化合价变化的最小公倍数为20，则高锰酸根离子化学计量数为4，HCHO的计量数为5，然后利用电荷守恒及观察法配平其它物质，配平后的反应方程式为：4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O；恰好反应进行完，酸性KMnO₄溶液颜色褪去，
          4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
           4                      5
   5×10^{-3 _L}×1.00×10^-4mol/L       n
       n=6.25×10^-7mol
则HCHO的质量为6.25×10^-7mol×30g/mol=1.5×10^-5g=1.875×10^-2mg，空气的体积为50L=0.05m³，室内空气中甲醛的浓度

1.875×10 -2mg

0.05m 3

=0.375 mg/m³，故答案为：4；5；12H⁺；4；5；11H₂O；酸性KMnO₄溶液颜色突然褪去；0.375．

点评：本题主要考查了甲醛的性质、制备，同时考查了实验，难度不大，知识点较多，有一定的难度．