Question

【題目】(2015·上海）甲醛是深受關注的有機化合物。甲醛含量的測定有多種方法，例如：在調至中性的亞硫酸鈉溶液中加入甲醛水溶液，經充分反應后，產生的氫氧化鈉的物質的量與甲醛的物質的量相等，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調至中性的亞硫酸鈉溶液中，充分反應后，用濃度為1.100 mol/L的硫酸滴定，至終點時耗用硫酸20.00 mL。甲醛水溶液的濃度為 mol/L。
（2）上述滴定中，若滴定管規格為50mL，甲醛水溶液取樣不能超過 mL。
（3）工業甲醛含量測定的另一種方法：在甲醛水溶液中加入過氧化氫，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，會導致甲醛含量的測定結果 （選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），因為 ；如果H2O2過量，會導致甲醛含量的測定結果 （選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”），因為 。
（4）甲醛和新制氫氧化銅的反應顯示了甲醛的還原性，發生反應的化學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，甲醛的氧化產物不是甲酸或甲酸鹽，設計一個簡單實驗驗證這一判斷。
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。如果出現磚紅色沉淀，表明甲酸或甲酸鹽會繼續與氫氧化銅應，甲醛的氧化產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.根據上述分析可知4.00ml甲醛水溶液充分反應后產生的堿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10mL。
3.如果H2O2用量不足，產生的HCOOH偏少，進行中和滴定消耗的NaOH標準溶液的體積就偏小，會導致甲醛含量的測定結果偏低。如果H2O2過量，由于H2O2能氧化反應產生的甲酸生成二氧化碳和水，使中和滴定消耗的NaOH標準溶液的體積也偏小，因此也會導致甲醛含量的測定結果偏低。
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，甲醛的氧化產物不是甲酸或甲酸鹽，只要證明在物質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，產生Cu(OH)2藍色絮狀沉淀，取少量反應后的溶液，加入到新制Cu(OH)2懸濁液中，加熱煮沸，觀察有無磚紅色沉淀產生，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】物質的量濃度是表示溶液濃度的方法，物質的量濃度的計算要依據物質的量濃度定義式，物質合量的測定要進行得到，物質存在的檢驗方法要依據物質合有的官 能團的結構及反應現象進行確定。誤差分析要根據消耗標準溶液的體積的大小確定，在實驗方案的設計時，要操作方便、現象明顯，安
全性強。