Question

18．已知常溫下甲醛是一種無色、有刺激性氣味的氣體，易溶于水，是世界衛(wèi)生組織（WHO）確認的致癌物和致畸物質(zhì)之一．我國規(guī)定：居室中甲醛含量不得超過0.08mg/m³．可利用酸性高錳酸鉀溶液測定甲醛含量．
測定原理：KMnO₄（H⁺）溶液為強氧化劑，可氧化甲醛和草酸．有關(guān)離子方程式為：4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
測定裝置：部分裝置如圖所示（a、b為止水夾）．
測定步驟：
①收集待檢新裝修的房屋居室空氣5L．
②準確量取5.00mL 1.00×10^-3mol/L的高錳酸鉀溶液于250mL錐形瓶中，滴入3滴6mol/L的H₂SO₄溶液，加水45mL稀釋，備用．
③將1.00×10^-3 mol/L的草酸標準溶液置于酸式滴定管中備用．
④打開a，關(guān)閉b，用注射器抽取100mL新裝修的房屋的室內(nèi)空氣．關(guān)閉a，打開b，再緩緩?fù)苿幼⑸淦�，將氣體全部推入酸性高錳酸鉀溶液中，使其充分反應(yīng)．再如此重復(fù)4次．
⑤用標準草酸溶液滴定錐形瓶中的溶液，記錄滴定所消耗的草酸溶液的體積．
⑥再重復(fù)實驗2次（每次所取的高錳酸鉀溶液均為5.00mL）．3次實驗所消耗草酸溶液的體積平均值為12.38mL．
回答以下問題：
（1）甲醛的結(jié)構(gòu)式是．
（2）利用甲醛完成銀鏡反應(yīng)，1mol甲醛最多可以制4mol銀．
（3）使用酸式滴定管量取5.00mL高錳酸鉀溶液．
（4）如果注射器壓送氣體速度過快，會使測定結(jié)果偏低．（選填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
（5）本實驗判斷滴定達終點的現(xiàn)象為以高錳酸鉀為指示劑，最后一滴草酸標準溶液滴下，溶液紫紅色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)，即為滴定終點．
（6）計算該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度為3.6mg/m³，該居室的甲醛是超標．（填“是”或“否”）

Answer 1

分析 （1）甲醛分子中兩個碳氫鍵，一個碳氧雙鍵，據(jù)此書寫結(jié)構(gòu)式；
（2）在銀鏡反應(yīng)中，甲醛中碳為0價，可以被氧化成+4價，銀從+1價降為0價，根據(jù)電子得失守恒可計算得到的銀的物質(zhì)的量；
（3）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能夠氧化橡膠管；
（4）注射器壓送氣體速度過快，空氣中甲醛沒有完全被吸收；
（5）當(dāng)反應(yīng)完畢，溶液中高錳酸鉀溶液的紫紅色會消失；
（6）先計算出總的高錳酸鉀的物質(zhì)的量，然后利用滴定數(shù)據(jù)計算出草酸消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量，再計算出甲醛消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量，最后計算出1m³空氣中含有的甲醛的質(zhì)量，根據(jù)居室中甲醛含量標準，判斷出空氣質(zhì)量情況．

解答 解：（1）甲醛分子中兩個碳氫鍵，一個碳氧雙鍵，結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
（2）在銀鏡反應(yīng)中，甲醛中碳為0價，可以被氧化成+4價，銀從+1價降為0價，根據(jù)電子得失守恒可知，1mol甲醛最多可以制4mol銀，
故答案為：4；
（3）由于高錳酸鉀溶液具有強氧化性，不能使用堿式滴定管，應(yīng)該選用酸式滴定管盛裝，
故答案為：酸式滴定管；
（4）如果注射器壓送氣體速度過快，空氣中的甲醛沒有完全被高錳酸鉀溶液吸收，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，
故答案為：偏低；
（5）反應(yīng)結(jié)束時，溶液的紫紅色會褪去，所以滴定終點判斷方法為：最后一滴草酸標準溶液滴下，溶液紫紅色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)，即為滴定終點，
故答案為：以高錳酸鉀為指示劑，最后一滴草酸標準溶液滴下，溶液紫紅色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)，即為滴定終點；
（6）5.00mL 1.00×10^-3mol/L的高錳酸鉀溶液中含有的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.005L×1.00×10^-3mol/L=5×10^-6mol，高錳酸鉀消耗的草酸物質(zhì)的量為：1.00×10^-3mol/L×0.01238L=1.238×10^-5mol，根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，草酸消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：$\frac{2}{5}$×1.238×10^-5mol=4.952×10^-6mol，甲醛中的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：5×10^-6mol-4.952×10^-6mol=4.8×10^-8mol，根據(jù)反應(yīng)4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺→4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O，
500mL空氣中含有的甲醛物質(zhì)的量為：$\frac{5}{4}$×4.8×10^-8mol=6×10^-8mol，
1m³空氣中含有的甲醛物質(zhì)的量為：6×10^-8mol×$\frac{10{\;}^{6}mL}{500mL}$=1.2×10^-4mol，甲醛的質(zhì)量為：1.2×10^-4mol×30g/mol=3.6mg＜0.08mg，所以該空氣合格，
故答案為：3.6；是．

點評 本題考查了空氣中甲醛含量測定，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計算室內(nèi)空氣中甲醛含量，并與標準進行對照，判斷室內(nèi)甲醛是否超過標準，本題難度中等．