Question

甲酸（CH₂O₂），俗稱蟻酸，結(jié)構(gòu)式為：．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在分析甲酸的組成和結(jié)構(gòu)后，對甲酸的性質(zhì)提出如下猜想并設(shè)計了相關(guān)實驗加以驗證：
猜想Ⅰ：甲酸具有酸性；
實驗Ⅰ：在甲酸溶液中滴加紫色石蕊試液；
猜想Ⅱ：甲酸能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；
實驗Ⅱ：（步驟如圖）；
問答下列問題：
（1）甲酸分子的核磁共振氫譜有

 

個吸收峰；
（2）請你再舉出一種方法來驗證甲酸的酸性：

 

；
（3）依上圖所示的實驗，加熱3-7分鐘后并沒有出現(xiàn)預(yù)期的實驗現(xiàn)象．該小組同學(xué)預(yù)期的實驗現(xiàn)象是

 

 

，請你從理論上簡單解釋實驗中沒出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因

 

．
（4）在仔細(xì)分析甲酸分子組成元素的基礎(chǔ)上，請你再提出一個甲酸在濃硫酸作用下可能具有的性質(zhì)的猜想并設(shè)計一個實驗方案驗證你的猜想：
①你提出的猜想是

 

；
②你設(shè)計的實驗方案是：實驗方案請參考如下形式：

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）甲酸分子中有幾種不同物質(zhì)的H原子，則核磁共振氫譜中就有幾組吸收峰，根據(jù)甲酸的分子結(jié)構(gòu)判斷；
（2）根據(jù)酸的通性設(shè)計實驗方案證明甲酸具有酸性；
（3）根據(jù)甲酸含有的官能團(tuán)分析可能具有的性質(zhì)，推測各官能團(tuán)之間的相互影響；
（4）①根據(jù)濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒可推測甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成物；
②甲酸在濃硫酸作用下生成一氧化碳和水，可用無水硫酸銅檢驗水的生成，然后通過CuO固體，在加熱條件下反應(yīng)，觀察固體顏色的變化，并將生成的氣體通入澄清石灰水觀察是否變渾濁，以此設(shè)計實驗方案．

解答： 解：（1）甲酸的結(jié)構(gòu)式為，甲酸分子中含有2種位置不同的氫原子，則其核磁共振氫譜有2組吸收峰，
故答案為：2；
（2）根據(jù)酸的通性分析，如甲酸呈酸性，則在溶液中電離出氫離子，用pH試紙檢驗變紅色，能與堿發(fā)生中和反應(yīng)，能與碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以檢驗方法為：測定pH或滴加Na₂CO₃溶液（或?qū)⒓姿岬渭拥降斡蟹犹�的NaOH溶液中），
故答案為：測定pH或滴加Na₂CO₃溶液（或?qū)⒓姿岬渭拥降斡蟹犹�的NaOH溶液中）；
（3）甲酸的結(jié)構(gòu)式為：，其分子中含有醛基、羧基、羰基和羥基，應(yīng)具有還原性和酸性等性質(zhì)，實驗Ⅱ中沒有出現(xiàn)銀鏡，可能原因是羥基的影響，另外進(jìn)行銀鏡反應(yīng)時，須在堿性條件下反應(yīng)，如稀氨水量不足，則無銀鏡產(chǎn)生，
故答案為：出現(xiàn)銀鏡；由于羥基對醛基的影響，導(dǎo)致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性質(zhì)（或答稀氨水量不足，使甲酸與銀氨溶液混合后仍顯酸性）；
（4）①根據(jù)濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據(jù)質(zhì)量守恒可推測甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成CO和H₂O，
故答案為：甲酸在濃硫酸的作用下脫水生成CO和H₂O；
②甲酸在濃硫酸作用下生成一氧化碳和水，可用無水硫酸銅檢驗水的生成，然后通過CuO固體，在加熱條件下反應(yīng)，觀察固體顏色的變化，并將生成的氣體通入澄清石灰水觀察是否變渾濁，所以設(shè)計的實驗方案為：，
故答案為：．

點評：本題主要是根據(jù)甲酸的結(jié)構(gòu)特點：既含有羧基，又含有醛基，考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計方法，題目難度中等，注意掌握常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，明確反應(yīng)原理為基本實驗操作方法為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查了學(xué)生的分析、理解能力．