Question

15．甲醛是深受關(guān)注的有機化合物．甲醛含量的測定有多種方法，例如：在調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中加入甲醛水溶液，經(jīng)充分反應(yīng)后，產(chǎn)生的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與甲醛的物質(zhì)的量相等，然后用已知濃度的硫酸滴定氫氧化鈉．
（1）將4.00mL甲醛水溶液加入到經(jīng)調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中，充分反應(yīng)后，用濃度為1.100mol•L^-1的硫酸滴定，至終點時耗用硫酸20.00mL．甲醛水溶液的濃度為11mol•L^-1．上述滴定中，若滴定管規(guī)格為50mL，甲醛水溶液取樣不能超過10mL．
（2）甲醛可和新制氫氧化銅的反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式通常表示如下：HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O．在該反應(yīng)中體現(xiàn)了甲醛的還原性（填“氧化性”、“還原性”）每1mol甲醛參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×10²⁴個．甲醛中的碳的雜化方式為sp²．（填sp、sp²、sp³）

Answer 1

分析 在調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中加入甲醛水溶液，經(jīng)充分反應(yīng)后，產(chǎn)生的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與甲醛的物質(zhì)的量相等；
（1）將4.00mL甲醛水溶液加入到經(jīng)調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中，充分反應(yīng)后，得到溶液中含有NaOH，由硫酸的物質(zhì)的量可得NaOH，以此確定甲醛的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算濃度；若滴定管規(guī)格為50mL，如硫酸全部反應(yīng)，體積為50mL，則可知消耗硫酸的物質(zhì)的量，可知需要甲醛的物質(zhì)的量，結(jié)合其濃度，可確定體積；
（2）根據(jù)HCHO分子中碳原子化合價為0價，HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，HCOOH中碳原子化合價為+2價，化合價升高，還原劑，具有還原性，1個HCHO轉(zhuǎn)移2個電子；根據(jù)價層電子對互斥模型判斷．

解答 解：（1）產(chǎn)生的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與甲醛的物質(zhì)的量相等，n（H₂SO₄）=1.100mol•L^-1×0.02L=0.022mol，將4.00mL甲醛水溶液加入到經(jīng)調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中，充分反應(yīng)后，得到溶液中含有NaOH，加入硫酸發(fā)生反應(yīng)：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，則n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.022mol×2=0.044mol，c（HCHO）=$\frac{0.044mol}{0.004L}$=11mol/L；
若滴定管規(guī)格為50mL，如硫酸全部反應(yīng)，體積為50mL，則可知消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.05L×11mol/L=0.055mol，則n（HCHO）=n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=0.11mol，甲醛水溶液取樣不能超過的體積為V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.11mol}{11mol/L}$=0.01L=10mL；
故答案為：11；10； 
（2）HCHO分子中碳原子化合價為0價，HCHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$HCOOH+Cu₂O↓+2H₂O，HCOOH中碳原子化合價為+2價，化合價升高，還原劑，具有還原性；每1mol甲醛參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A，即1.204×10²⁴，甲醛分子內(nèi)碳原子形成3個σ鍵，無孤對電子，雜化方式為sp²雜化，立體構(gòu)型為平面三角形；
故答案為：還原性；1.204×10²⁴；sp²．

點評 本題以甲醛為載體綜合考查物質(zhì)的含量測定、雜化理論的應(yīng)用，側(cè)重于學(xué)生的分析，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)習(xí)的積極性，難度中等．