Question

甲酸（CH₂O₂），俗稱蟻酸，結構式為：______．某化學興趣小組的同學在分析甲酸的組成和結構后，對甲酸的性質提出如下猜想并設計了相關實驗加以驗證：
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；
實驗II：操作過程如右圖所示；
回答下列問題：
（1）請你再設計出至少2個實驗方案來驗證甲酸的酸性：______、______；
（2）請你進一步設計實驗方案證明甲酸是弱酸______；
（3）依右上圖所示的實驗，加熱20分鐘后并沒有出現(xiàn)預期的實驗現(xiàn)象．該小組同學預期的實驗現(xiàn)象是______，請你從理論上簡單解釋實驗中沒有出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因______；
（4）在仔細分析甲酸分子組成元素的基礎上，請你再提出一個甲酸在濃硫酸作用下可能具有的性質的猜想并設計一個實驗方案驗證你的猜想：
①你提出的猜想是______；
②你設計的實驗方案是：______
實驗方案請參考如下形式：

Answer 1

解：（1）根據酸的通性分析，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，能與碳酸鹽反應生成二氧化碳氣體，故答案為：測定pH或滴加Na₂CO₃溶液、或將甲酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中；
（2）如甲酸為弱酸，則其鈉鹽溶液水解呈堿性，將等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀釋相同倍數(shù)時，PH變化不同，強酸PH變化較大，弱酸PH變化較小，溶液的導電性不同，
故答案為：測定HCOONa溶液的pH；或將等pH的HCOOH溶液和HCl溶液稀釋相同倍數(shù)，測其pH的變化；或比較等濃度甲酸和鹽酸的導電性等；
（3）甲酸的結構為，分子中含有醛基、羧基、羰基和羥基，應具有還原性和酸性等性質，實驗Ⅱ中沒有出現(xiàn)預期的現(xiàn)象的可能原因是羥基的影響，另外進行銀鏡反應時，須在堿性條件下反應，如稀氨水量不足，則無銀鏡產生，
故答案為：出現(xiàn)銀鏡；由于羥基對醛基的影響，導致甲酸中的醛基不具有典型醛基的性質；羧基中C原子和2個O原子之間形成1個大л鍵，而使甲酸分子中的醛基性質不太典型；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根據濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據質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，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，故答案為：

分析：（1）根據酸的通性設計實驗方案；
（2）從弱酸存在電離平衡、不能完全電離、鈉鹽溶液呈堿性以及與強酸比較等角度分析；
（3）根據甲酸含有的官能團分析可能具有的性質，推測各官能團之間的相互影響；
（4）①根據濃硫酸具有脫水性，以及甲酸的分子式為CH₂O₂，根據質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，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，以此涉及實驗方案．
點評：本題主要是根據甲酸的結構特點，既含有羧基，又含有醛基，考查了由物質結構推斷物質性質的能力以及設計實驗探究物質性質的能力．