Question

甲醛是重要的有機合成原料，大量用于生產(chǎn)樹脂、合成纖維、藥物、涂料等，也是世界衛(wèi)生組織（WHO）確認的致癌物和致畸物質之一．我國規(guī)定：室內甲醛含量不得超過0.08mg/m³
（1）某研究性學習小組擬用甲醛法測定常見銨態(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標準溶液滴定，采用酚酞作指示劑]．用甲醛法測定含氮量，不適合的銨鹽是

 

．（填字母）
a．NH₄HCO₃ b．（NH₄）₂SO₄ c．NH₄Cl
（2）滴定時取待測液于錐形瓶中，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下測定）：
反應I：CH₃OH（g）→HCHO（g）+H₂（g）
△H₁=+92.09kJ/mol，K₁=3.92×10^-11
反應II：CH₃OH（g）+

1

2

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

 

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

 

（填“I”或“II”）制甲醛更加有利．
②反應Ⅱ自發(fā)進行的條件是

 

．
a．高溫b．低溫c．任何條件都自發(fā)
（4）某研究性學習小組測定居室中甲醛的含量的原理如下，請結合已學知識，配平下列方程式：

 

MnO₄^-+

 

HCHO+

 

=

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

打開a，關閉b，用注射器抽取室內空氣；關閉b，打開a，再推動注射器，將氣體全部推入酸性KMnO₄溶液中，使其充分反應．當B裝置中

 

時停止推氣．若總共取樣為500L空氣，則該居室內空氣中甲醛的濃度

 

mg/m³．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：（1）根據(jù)HCO₃^-也可與NaOH標準溶液反應；
（2）根據(jù)向錐形瓶中取液的基本實驗操作判斷；取液用的是移液管；
（3）①根據(jù)原子利用率表示目標產(chǎn)物的質量與生成物總質量之比來比較；根據(jù)平衡常數(shù)越大越有利于反應的進行；
②反應放熱，且熵值增大，根據(jù)△G=△H-T?△S判斷；
（4）根據(jù)氧化還原反應中化合價升降相等配平該反應的離子方程式；根據(jù)恰好反應進行完，酸性KMnO₄溶液顏色褪去；根據(jù)化學方程式4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O求出HCHO的物質的量，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標準溶液反應，消耗NaOH標準溶液，使得測定結果偏高，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壁，容器稍傾斜，移液管則保持垂直，放開食指，使溶液沿容器內壁自然流下，待移液管內溶液流凈后，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產(chǎn)物的質量與生成物總質量之比，反應I的原子利用率為

30

32

×100%=93.7%，反應II的原子利用率為

30

48

×100%=62.5%；平衡常數(shù)越大越有利于反應的進行；故答案為：I；II；  
②因反應放熱，△H＜0，熵值增大，△S＞0，所以△G=△H-T?△S一定小于0，反應自發(fā)，故選：c；
（4）由上述反應，高錳酸根離子中Mn元素化合價由+7變?yōu)?2，化合價降低了5價，反應中高錳酸根離子被還原，則HCHO中的C在反應中被氧化，HCHO中C的化合價為0價，被氧化成二氧化碳氣體，化合價升高至少升高4價，化合價變化的最小公倍數(shù)為20，則高錳酸根離子化學計量數(shù)為4，HCHO的計量數(shù)為5，然后利用電荷守恒及觀察法配平其它物質，配平后的反應方程式為：4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O；恰好反應進行完，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．

點評：本題主要考查了甲醛的性質、制備，同時考查了實驗，難度不大，知識點較多，有一定的難度．