Question

甲醛是重要的有機(jī)合成原料，大量用于生產(chǎn)樹(shù)脂、合成纖維、藥物、涂料等，也是世界衛(wèi)生組織（WHO）確認(rèn)的致癌物和致畸物質(zhì)之一．我國(guó)規(guī)定：室內(nèi)甲醛含量不得超過(guò)0.08mg/m³
（1）某研究性學(xué)習(xí)小組擬用甲醛法測(cè)定常見(jiàn)銨態(tài)氮肥的含氮量[資料：4NH₄⁺+6HCHO=（CH₂）₆N₄H⁺+3H⁺+6H₂O，所生成的H⁺和（CH₂）₆N₄H⁺可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，采用酚酞作指示劑]．用甲醛法測(cè)定含氮量，不適合的銨鹽是

 

．（填字母）
a．NH₄HCO₃ b．（NH₄）₂SO₄ c．NH₄Cl
（2）滴定時(shí)取待測(cè)液于錐形瓶中，操作如圖所示（手持部分省略）：正確的操作是如圖1

 

，取溶液所用儀器的名稱是

 

．
（3）工業(yè)制甲醛的兩種方法如下（數(shù)據(jù)均為298.15K下測(cè)定）：
反應(yīng)I：CH₃OH（g）→HCHO（g）+H₂（g）
△H₁=+92.09kJ/mol，K₁=3.92×10^-11
反應(yīng)II：CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）
△H₂=-149.73kJ/mol，K₂=4.35×10²⁹
①綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率．反應(yīng)

 

（填“I”或“II”）制甲醛原子利用率更高．從反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)K值看，反應(yīng)

 

（填“I”或“II”）制甲醛更加有利．
②反應(yīng)Ⅱ自發(fā)進(jìn)行的條件是

 

．
a．高溫b．低溫c．任何條件都自發(fā)
（4）某研究性學(xué)習(xí)小組測(cè)定居室中甲醛的含量的原理如下，請(qǐng)結(jié)合已學(xué)知識(shí)，配平下列方程式：

 

MnO₄^-+

 

HCHO+

 

=

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

打開(kāi)a，關(guān)閉b，用注射器抽取室內(nèi)空氣；關(guān)閉b，打開(kāi)a，再推動(dòng)注射器，將氣體全部推入酸性KMnO₄溶液中，使其充分反應(yīng)．當(dāng)B裝置中

 

時(shí)停止推氣．若總共取樣為500L空氣，則該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度

 

mg/m³．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）根據(jù)HCO₃^-也可與NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)；
（2）根據(jù)向錐形瓶中取液的基本實(shí)驗(yàn)操作判斷；取液用的是移液管；
（3）①根據(jù)原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比來(lái)比較；根據(jù)平衡常數(shù)越大越有利于反應(yīng)的進(jìn)行；
②反應(yīng)放熱，且熵值增大，根據(jù)△G=△H-T?△S判斷；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等配平該反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)恰好反應(yīng)進(jìn)行完，酸性KMnO₄溶液顏色褪去；根據(jù)化學(xué)方程式4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O求出HCHO的物質(zhì)的量，然后求出其體積，最后求出甲醛的濃度．

解答： 解；（1）因HCO₃^-也可與NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，使得測(cè)定結(jié)果偏高，故選：a；
（2）圖中所用的儀器是移液管，將移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠著容器內(nèi)壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開(kāi)食指，使溶液沿容器內(nèi)壁自然流下，待移液管內(nèi)溶液流凈后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液體不要吹出，
故答案是：D；移液管；
（3）①因原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比，反應(yīng)I的原子利用率為

30

32

×100%=93.7%，反應(yīng)II的原子利用率為

30

48

×100%=62.5%；平衡常數(shù)越大越有利于反應(yīng)的進(jìn)行；故答案為：I；II；  
②因反應(yīng)放熱，△H＜0，熵值增大，△S＞0，所以△G=△H-T?△S一定小于0，反應(yīng)自發(fā)，故選：c；
（4）由上述反應(yīng)，高錳酸根離子中Mn元素化合價(jià)由+7變?yōu)?2，化合價(jià)降低了5價(jià)，反應(yīng)中高錳酸根離子被還原，則HCHO中的C在反應(yīng)中被氧化，HCHO中C的化合價(jià)為0價(jià)，被氧化成二氧化碳?xì)怏w，化合價(jià)升高至少升高4價(jià)，化合價(jià)變化的最小公倍數(shù)為20，則高錳酸根離子化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，HCHO的計(jì)量數(shù)為5，然后利用電荷守恒及觀察法配平其它物質(zhì)，配平后的反應(yīng)方程式為：4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O；恰好反應(yīng)進(jìn)行完，酸性KMnO₄溶液顏色褪去，
          4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
           4                      5
   5×10^{-3 _L}×1.00×10^-4mol/L       n
       n=6.25×10^-7mol
則HCHO的質(zhì)量為6.25×10^-7mol×30g/mol=1.5×10^-5g=1.875×10^-2mg，空氣的體積為50L=0.05m³，室內(nèi)空氣中甲醛的濃度

1.875×10 -2mg

0.05m 3

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

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了甲醛的性質(zhì)、制備，同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)，難度不大，知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的難度．