高中化學新教材同步選擇性必修第三冊 第3章 第四節(jié) 第1課時 羧酸

第四節(jié)羧酸羧酸衍生物第1課時羧酸[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.能從羧基的成鍵方式的角度，了解羧酸的結構特點和分類，理解羧酸的化學性質及官能團與反應類型之間的關系。2.能根據酯化反應的原理優(yōu)化乙酸乙酯制備的方案，提高乙酸乙酯的產率。一、羧酸的結構與分類1．羧酸的組成和結構(1)羧酸：由烴基(或氫原子)與羧基相連而構成的有機化合物。官能團為—COOH或。(2)通式：一元羧酸的通式為R—COOH，飽和一元羧酸的通式：CnH2nO2或CnH2n＋1COOH。2．羧酸的分類(1)按分子中烴基的結構分類羧酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂肪酸：如乙酸、C17H35COOH,芳香酸：如))(2)按分子中羧基的個數分類羧酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一元羧酸：如乙酸,二元羧酸：如草酸HOOC—COOH,多元羧酸：如檸檬酸))(3)按分子中烴基所含碳原子數多少分類羧酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高級脂肪酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(硬脂酸C17H35COOH,軟脂酸C15H31COOH,油酸C17H33COOH)),低級脂肪酸：如甲酸、乙酸等))3．常見的羧酸典型羧酸物理性質主要用途甲酸(蟻酸)HCOOH無色、有刺激性氣味的液體，有腐蝕性，能與水、乙醇等互溶工業(yè)上可用作還原劑，是合成醫(yī)藥、農藥和染料等的原料苯甲酸(安息香酸)無色晶體，易升華，微溶于水，易溶于乙醇用于合成香料、藥物等，其鈉鹽是常用的食品防腐劑乙二酸(草酸)HOOC—COOH無色晶體，通常含有兩分子結晶水，可溶于水和乙醇化學分析中常用的還原劑，也是重要的化工原料4.羧酸的物理性質甲酸、乙酸等分子中碳原子數較少的羧酸能夠與水互溶。隨著分子中碳原子數的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速減小，甚至不溶于水，其沸點也逐漸升高。高級脂肪酸是不溶于水的蠟狀固體。羧酸與相對分子質量相當的其他有機化合物相比，沸點較高，這與羧酸分子間可以形成氫鍵有關。(1)乙酸的分子式為C2H4O2，所以乙酸屬于四元酸()(2)乙酸可看作乙烷中的一個氫原子被羧基取代后的產物()(3)軟脂酸C15H31COOH屬于飽和高級脂肪酸()(4)羧基官能團可以簡寫成—COOH或者HOOC—()(5)乙酸、草酸、硬脂酸和石炭酸均屬于羧酸類有機物()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×1．將下列化合物按沸點由大到小排序。(1)①HCOOH，②CH3COOH，③CH3CH2COOH：____________________________________。(2)①CH3CH2CH3，②HCOOH，③CH3CH2OH：_______________________________________。答案(1)③＞②＞①(2)②＞③＞①2．寫出下列酸的名稱(1)________________；(2)________________；(3)____________；(4)CH2=CH—COOH________________；(5)HOOC—COOH____________。答案(1)3,4-二甲基戊酸(2)對甲基苯甲酸(3)鄰羥基苯甲酸(4)2-丙烯酸(5)乙二酸羧酸的系統(tǒng)命名法(1)選主鏈：選擇含有羧基的最長碳鏈作為主鏈，按主鏈碳原子數稱為某酸。(2)編號位：在選取的主鏈中，從羧基碳原子開始給主鏈上的碳原子編號。(3)定名稱：在“某酸”名稱之前加上取代基的位次號和名稱。例如：二、羧酸的化學性質羧酸的化學性質與乙酸相似，主要取決于官能團羧基。1．酸性由于—COOH能電離出H＋，使羧酸具有弱酸性，一元羧酸電離的方程式：RCOOHRCOO－＋H＋。寫出下列反應的化學方程式：(1)蜂、蝎子都會分泌蟻酸，被蜂、蝎子蟄咬可涂抹稀氨水、小蘇打水緩解疼痛，上述反應的化學方程式為HCOOH＋NH3·H2O→HCOONH4＋H2O、HCOOH＋NaHCO3→HCOONa＋H2O＋CO2↑。＋OH－→＋H2O。(3)設計實驗，比較乙酸、碳酸和苯酚的酸性強弱。實驗裝置B裝置現象及解釋有無色氣體產生，說明酸性：乙酸＞碳酸；方程式：2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2OD裝置的現象及解釋溶液變渾濁，說明酸性：碳酸＞苯酚方程式：＋CO2＋H2O→＋NaHCO3C裝置的作用除去B中揮發(fā)的乙酸實驗結論酸性：乙酸＞碳酸＞苯酚2.酯化反應(1)概念羧酸和醇在酸催化下生成酯和水的反應叫酯化反應，屬于取代反應。(2)反應規(guī)律羧酸與醇發(fā)生酯化反應時，羧酸脫去羥基，醇脫去氫。如在濃硫酸催化作用下，醋酸與乙醇(CH3CH218OH)酯化反應的化學方程式為3．“形形色色”的酯化反應(1)一元羧酸與二元醇或二元羧酸與一元醇的酯化反應如：2CH3COOH＋HOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O。(2)二元羧酸與二元醇的酯化反應①形成環(huán)狀酯＋eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))＋2H2O。②形成高分子化合物——聚酯nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑))＋(2n－1)H2O。(3)含有羧基(—COOH)和羥基(—OH)有機物的酯化反應，如乳酸()①兩分子酯化：＋eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋2H2O。②羥基酸分子內脫水生成酯eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))＋H2O。③羥基酸自身聚合形成高分子化合物——聚酯eq\o(,\s\up7(催化劑))＋(n－1)H2O。(1)乙酸分子中含有羧基，可與NaHCO3溶液或者Na2CO3溶液反應生成CO2()(2)向苯酚和醋酸中滴加少量紫色石蕊溶液，溶液都變?yōu)榧t色()(3)1molC2H5OH和1molCH3COOH在濃硫酸作用下加熱可以完全反應生成1molCH3COOC2H5()(4)乙酸分子中含有碳氧雙鍵，一定條件下乙酸能與氫氣發(fā)生加成反應()(5)乙酸顯酸性，電離出H＋，因此發(fā)生酯化反應時斷裂H—O鍵()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×1．由于甲酸()的特殊結構使其表現特有的性質。(1)甲酸中加入新制氫氧化銅溶液，可能的現象：_________________________________，反應的化學方程式：____________________________________________。(2)若在新制氫氧化銅溶液中滴入少量甲酸并加熱，產生磚紅色沉淀，其原因_______________________________________________________________________________。答案(1)藍色的懸濁液變?yōu)樗{色溶液2HCOOH＋Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(常溫))(HCOO)2Cu＋2H2O(2)甲酸中含有醛基，具有還原性，將新制氫氧化銅還原為磚紅色的Cu2O沉淀2．在濃硫酸催化作用下，醋酸與乙醇共熱制取乙酸乙酯。(1)通常乙醇過量，其目的是_______________________________________。(2)在實際制備時通過反應回流和產物蒸餾提純兩個步驟。第一步反應回流的裝置如圖，反應回流的目的是____________________________________________________________。答案(1)提高乙酸的轉化率(2)減少乙醇、乙酸的揮發(fā)，提高乙酸乙酯的產率3．某有機化合物的結構簡式為，按要求填空。(1)________＋________Na→________________。(2)________＋________NaOH→___________________________。(3)與足量的Na2CO3反應生成的有機物：_________________________。(4)1mol最多消耗________molNaHCO3。答案(1)26＋3H2↑(2)12＋2H2O(3)(4)1醇、酚、羧酸分子中羥基氫原子的活潑性比較名稱乙醇苯酚乙酸結構簡式CH3CH2OHCH3COOH羥基氫原子的活潑性不能電離能電離能電離eq\o(→,\s\up7(活潑性逐漸增強))酸性中性極弱酸性弱酸性與Na反應反應放出H2反應放出H2反應放出H2與NaOH反應不反應反應反應與Na2CO3反應不反應反應反應與NaHCO3反應不反應不反應反應由上表可知，常見分子(離子)中羥基氫原子的活潑性順序為RCOOH>H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)>H2O>ROH。運用上述實驗現象的不同，可判斷有機物分子結構中含有的羥基類型。1．(2020·四川省瀘縣五中高二月考)生活中遇到的某些問題，常常涉及化學知識，下列各項敘述不正確的是()A．魚蝦會產生不愉快的腥臭味，可在烹調時加入少量食醋和料酒B．“酸可以除銹”“汽油可以去油污”都是發(fā)生了化學變化C．被蜂蟻蜇咬會感覺疼痛難忍，這是由于人的皮膚被注入了甲酸的緣故，此時若能涂抹稀氨水或碳酸氫鈉溶液，可以減輕疼痛D．苯酚溶液用于環(huán)境消毒，醫(yī)用酒精用于皮膚消毒，福爾馬林用于制生物標本，都是因為使蛋白質變性凝固答案B解析酸除銹是酸和鐵銹反應生成鹽，屬于化學變化，洗滌劑去油是利用物質的相似相溶原理，屬于物理變化，故B項錯誤；甲酸是酸性物質能和堿反應生成鹽，所以甲酸和氨水、碳酸氫鈉等堿性物質反應生成鹽，從而減輕疼痛，故C項正確；強酸、強堿、重金屬鹽、苯酚、乙醇等都能使蛋白質變性，病菌屬于蛋白質，苯酚、酒精能使病菌變性，從而達到消毒目的，故D項正確。2．有機物CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)COOH的名稱是()A．2-甲基-3-乙基丁酸 B．2,3-二甲基戊酸C．3,4-二甲基戊酸 D．3,4-二甲基丁酸答案B解析該有機物含有一個—COOH屬于羧酸，選含有—COOH而且最長的碳鏈為主鏈，主鏈上共有五個碳原子，編號時從—COOH上的碳原子開始，在2、3號碳原子上各有一個甲基，按照有機物的系統(tǒng)命名方法，該有機物的名稱為2,3-二甲基戊酸。3．(2020·昆明月考)鈉與下列物質反應都能夠產生氫氣：①H2O；②CH3COOH；③CH3CH2OH，從產生氫氣的劇烈程度可推斷出這三種物質產生H＋的難易程度是(從難到易的順序)()A．①②③ B．②③①C．③①② D．②①③答案C4．已知在水溶液中存在平衡：當與CH3CH2OH發(fā)生酯化反應時，不可能生成的物質是()A． B．C．H—18OH D．H2O答案A解析乙酸在水溶液中存在平衡，那么根據酯化反應的機理，酯化反應生成的酯可能有兩種：和，但絕不能生成A；生成水分子也有兩種：H—18OH和H2O。5．實驗室中用乙酸和乙醇制備乙酸乙酯，為除去所得的乙酸乙酯中殘留的乙酸，應選用的試劑是()A．飽和食鹽水 B．飽和碳酸鈉溶液C．飽和NaOH溶液 D．濃硫酸答案B解析乙酸能與碳酸鈉反應，乙醇能溶于水，乙酸乙酯不溶于水，所以選用飽和碳酸鈉溶液可以溶解乙醇，反應乙酸，降低酯在水中的溶解度，有利于其析出。6．(2019·呂叔湘中學高二月考)甲酸具有下列性質：①揮發(fā)性、②酸性、③比碳酸的酸性強、④還原性、⑤能發(fā)生酯化反應。(1)在碳酸鈉溶液中加入甲酸，有氣體產生，說明甲酸具有________(填序號，下同)。(2)在甲酸鈉中加入濃磷酸，加熱后放出能使?jié)駶櫵{色石蕊試紙變紅的氣體，說明甲酸具有________。(3)與乙醇、濃硫酸混合后共熱，能聞到一種香味，說明甲酸具有________。(4)在甲酸中加入氫氧化銅，能看到溶液變藍色，說明甲酸具有________。(5)在新制的Cu(OH)2中加入甲酸，加熱看到有磚紅色沉淀生成，說明甲酸具有________。答案(1)②③或③(2)①②(3)⑤(4)②(5)④解析(1)在碳酸鈉溶液中加入甲酸，有氣體產生，說明甲酸能制得碳酸，滿足強酸制弱酸原理。(2)在甲酸鈉中加入濃磷酸，加熱后放出能使?jié)駶櫵{色石蕊試紙變紅的氣體，說明甲酸在加熱時以蒸氣形式存在，且具有酸性。(3)與乙醇、濃硫酸混合后共熱，能聞到一種香味，說明甲酸反應生成了酯，即酸與醇發(fā)生了酯化反應。(4)在甲酸中加入氫氧化銅，能看到溶液變藍色，說明甲酸能與堿反應，具有酸性。(5)在新制Cu(OH)2懸濁液中加入甲酸，加熱看到有磚紅色沉淀生成，說明甲酸反應生成了氧化亞銅，即表現出還原性，將氫氧化銅還原為氧化亞銅。題組一羧酸的組成和結構1．下列物質中，屬于飽和一元脂肪酸的是()A．乙二酸B．苯甲酸C．硬脂酸D．石炭酸答案C解析乙二酸為二元脂肪酸，分子中含有兩個羧基；苯甲酸中含苯環(huán)，不屬于飽和一元脂肪酸；硬脂酸(C17H35COOH)分子中含有烷基和一個羧基，屬于飽和一元脂肪酸；石炭酸為苯酚，屬于酚類，不屬于羧酸。2．下列有機物中，互為同系物的是()A．甲酸與油酸 B．乙酸和丙烯酸C．硬脂酸和油酸 D．甲酸與硬脂酸答案D解析同系物是結構相似，組成上相差1個或若干個CH2原子團的有機物。甲酸、硬脂酸和乙酸為飽和一元羧酸，互為同系物。丙烯酸和油酸為一元酸，且均含一個碳碳雙鍵，互為同系物。3．將甲基、羥基、羧基和苯基四種不同的原子團兩兩結合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有機物有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種答案B解析水溶液呈酸性的有機物可以是羧酸或酚，四種原子團兩兩結合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有CH3COOH、、和，但是為無機物，故選B。題組二羧酸的性質與應用4．下列關于乙酸的說法不正確的是()A．乙酸是一種重要的有機酸，是具有強烈刺激性氣味的液體B．乙酸分子中含有四個氫原子，所以乙酸是四元酸C．無水乙酸又稱冰醋酸，它是純凈物D．乙酸易溶于水和乙醇答案B解析羧酸是幾元酸是根據酸分子中所含的羧基數目來劃分的，一個乙酸分子中只含一個羧基，故為一元酸。5．某甲酸溶液中可能存在著甲醛，下列操作能正確說明的是()A．加入新制的Cu(OH)2加熱，有磚紅色沉淀生成，證明一定存在甲醛B．能發(fā)生銀鏡反應，證明含甲醛C．試液與足量NaOH溶液混合，其蒸餾產物可發(fā)生銀鏡反應，則有甲醛D．先將試液充分進行酯化反應，收集生成物進行銀鏡反應，有銀鏡產生，則含甲醛答案C解析甲酸()與甲醛()含有相同的結構，因此二者均可發(fā)生銀鏡反應，或與新制的Cu(OH)2反應產生磚紅色沉淀。若要證明試液中存在著甲醛，可使試液與足量NaOH溶液反應，生成沸點高的甲酸鈉溶液，這時蒸餾，得到低沸點的甲醛，可用銀氨溶液或新制的Cu(OH)2加以鑒定。D項中將試液進行酯化反應，由于酯化反應是可逆反應，生成物中還是含有甲酸，并且生成的甲酸酯中也含有醛基，因而無法鑒別。6．網絡趣味圖片“一臉辛酸”，是在人臉上重復畫滿了辛酸的鍵線式結構。下列有關辛酸的敘述正確的是()A．辛酸在常溫下呈氣態(tài)B．辛酸的酸性比醋酸強C．辛酸和油酸(C17H33COOH)二者屬于同系物D．辛酸的同分異構體(CH3)3CCH(CH3)CH2COOH的化學名稱為3,4,4-三甲基戊酸答案D解析辛酸的相對分子質量大于乙酸，辛酸的熔、沸點高于乙酸，乙酸常溫下呈液態(tài)，辛酸在常溫下不呈氣態(tài)，選項A錯誤；隨著碳原子數的增加，飽和一元羧酸的酸性減弱，故辛酸的酸性比醋酸弱，選項B錯誤；辛酸為C7H15COOH，為飽和一元酸，油酸(C17H33COOH)為不飽和一元酸，二者結構不相似，分子組成上不相差n個CH2原子團，不屬于同系物，選項C錯誤；根據官能團位置最小給主鏈碳原子編號，所以結構簡式(CH3)3CCH(CH3)CH2COOH的名稱為3,4,4-三甲基戊酸，選項D正確。7．(2020·都安第五高中高二期末)甲酸、乙酸、碳酸、苯酚的酸性由強到弱的順序是()A．碳酸、苯酚、甲酸、乙酸B．甲酸、乙酸、碳酸、苯酚C．甲酸、碳酸、苯酚、乙酸D．苯酚、碳酸、乙酸、甲酸答案B解析飽和一元羧酸隨著碳原子個數增加，酸性依次減弱，則甲酸的酸性強于乙酸；羧酸的酸性強于碳酸，則乙酸的酸性強于碳酸；碳酸的酸性強于苯酚，則酸性由強到弱的順序是甲酸、乙酸、碳酸、苯酚，故選B。8．下列試劑可以鑒別乙醇、乙醛、乙酸、甲酸四種無色溶液的是()A．銀氨溶液 B．濃溴水C．新制的Cu(OH)2 D．FeCl3溶液答案C解析乙醇、乙醛不能溶解新制的Cu(OH)2，但乙醛與新制的Cu(OH)2共熱時生成磚紅色沉淀。甲酸和乙酸都能溶解新制的Cu(OH)2，但甲酸能與過量新制的Cu(OH)2共熱時生成磚紅色沉淀，故C項符合題意。題組三多官能團有機物性質的考查9．(2020·江西省上高二中高二期末)香草醛是一種食品添加劑，可由愈創(chuàng)木酚作原料合成，合成路線如圖所示。關于香草醛的合成路線，下列說法不正確的是()A．理論上物質1→2，原子利用率為100%B．化合物2可發(fā)生氧化、還原、取代、加成、消去、縮聚反應C．檢驗制得的香草醛中是否混有化合物3，不可用氯化鐵溶液D．等物質的量的四種化合物分別與足量NaOH反應，消耗NaOH的物質的量之比為1∶2∶2∶1答案B解析物質1→2發(fā)生的是加成反應，因此，理論上物質1→2的原子利用率為100%，A說法正確；化合物2的分子中雖然有羥基，但是與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上沒有氫原子，故其不發(fā)生消去反應，B說法不正確；化合物3和香草醛的分子中均有酚羥基，都能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應，因此，不能用氯化鐵溶液檢驗制得的香草醛中是否混有化合物3，C說法正確；1和4只有酚羥基可與堿反應，2和3有酚羥基和羧基可與堿反應，因此，等物質的量的四種化合物分別與足量NaOH反應，消耗NaOH的物質的量之比為1∶2∶2∶1，D說法正確。10．2016年諾貝爾化學獎由法國、美國及荷蘭的三位化學家獲得，以表彰他們在“分子馬達”研究方面的成就，一種光驅分子馬達結構如圖所示。下列有關該分子的說法正確的是()A．該分子屬于芳香烴B．兩個苯環(huán)一定處于同一平面C．能與NaHCO3和酸性KMnO4溶液反應D．1mol該分子最多可與2molH2發(fā)生加成反應答案C解析該分子中含有羧基，不屬于芳香烴，A項錯誤；碳碳單鍵可旋轉，分子中兩個苯環(huán)有可能處于同一平面，B項錯誤；分子中含有羧基能與NaHCO3反應放出CO2，分子中含有碳碳三鍵能使酸性KMnO4溶液褪色，C項正確；苯環(huán)和碳碳三鍵均能與H2發(fā)生加成反應，即1mol該分子最多能與8molH2發(fā)生加成反應，D項錯誤。11．阿魏酸化學名稱為4-羥基-3-甲氧基肉桂酸，可以作醫(yī)藥、保健品、化妝品原料和食品添加劑，結構簡式為。在阿魏酸溶液中加入合適試劑(可以加熱)，檢驗其官能團。下列試劑、現象、結論都正確的是()選項試劑現象結論A氯化鐵溶液溶液變藍色含有酚羥基B銀氨溶液產生銀鏡含有醛基C碳酸氫鈉溶液產生氣泡含有羧基D溴水溶液褪色含有碳碳雙鍵答案C解析根據阿魏酸的結構簡式可知，它含有酚羥基，與氯化鐵溶液反應顯紫色，不是藍色，A項錯誤；它不含醛基，B項錯誤；它含羧基，與碳酸氫鈉溶液反應產生氣泡，C項正確；酚羥基鄰位上的氫原子與Br2可發(fā)生取代反應，溴水褪色不能證明一定含有碳碳雙鍵，D項錯誤。12．(2020·杭州高二期中)閱讀數據，回答問題。(1)表1列出了一些醇的沸點名稱甲醇乙醇1-丙醇2-丙醇1-丁醇2-丁醇2-甲基-1-丙醇沸點/℃64.778.397.282.4117.799.5108表1醇類物質的沸點明顯高于相對分子質量相近的烴，其原因前者分子間存在________作用。你推測2-甲基-2-丙醇的沸點不會超過________℃。(2)表2列出了一些羧酸的沸點結構簡式沸點/℃CH2=CH—COOH141CH2=CH—CH2—COOH163CH3—CH=CH—COOH168185CH2=C(CH3)COOH163表2表中CH3—CH=CH—COOH的沸點數據有兩個，其原因是____________________________。(3)表3列出了一些醛和羧酸在水中的溶解度名稱溶解度/g名稱溶解度/g乙醛混溶乙酸混溶丙醛30丙酸混溶丁醛7.1丁酸混溶2-甲基丙醛92-甲基丙酸17戊醛1.4戊酸2.4表3通過數據，可以發(fā)現影響有機物水溶性的因素有(答出兩條即可)____________________________________________________；___________________________________________________。答案(1)氫鍵99.5(2)存在順反異構(3)碳原子數(相對分子質量)碳鏈的形狀(有無支鏈)是否含有親水基團親水基團的種類(任答兩條即可)解析(1)醇類物質的沸點明顯高于相對分子質量相近的烴，其原因前者分子間存在氫鍵的作用。根據表1數據可知，碳原子越多，飽和一元醇的沸點越高；碳原子相同時，結構越對稱或帶有支鏈，醇沸點越低。根據上述分析，可推測2-甲基-2-丙醇的沸點應低于2-丁醇。(2)CH3—CH=CH—COOH存在順反異構，即有兩種結構，所以有兩種沸點。(3)根據表3中數據可知，在水中的溶解性：乙醛＞丙醛＞丁醛＞戊醛；丙酸＞丁酸＞戊酸，可知，一元醛或一元羧酸在水中的溶解性隨碳原子數的增多而減小，所以碳原子數或相對分子質量是影響有機物水溶性的因素之一。根據溶解性：丁醛＜2-甲基丙醛，丁酸＞2-甲基丙酸，可知碳鏈的形狀或有無支鏈也是影響有機物水溶性的因素之一。碳原子數相同時，醛的水溶性小于酸，可知親水基團的種類是影響水溶性的因素之一。13．(2019·重慶市第三十中學高二期中)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}：(1)草酸中含有的官能團名稱是________。(2)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物，裝置C中可觀察到的現象是________________，由此可知草酸晶體分解的產物中有________。裝置B的主要作用是________________________________________________________________________。(3)乙組同學認為草酸晶體分解的產物中含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、________。裝置H反應管中盛有的物質是________(填化學式)。②能證明草酸晶體分解產物中有CO的現象是____________________________________。(4)設計實驗：①證明草酸的酸性比碳酸的強(簡述操作步驟和現象，下同)：____________________________________________________________________________。②用簡單的方法鑒別草酸和甲酸：_______________________________________________。答案(1)羧基(2)有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣和草酸)，防止草酸進入裝置C反應生成沉淀而干擾CO2的檢驗(3)①F、D、G、H、D、ICuO②H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁(4)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產生②用NaOH標準溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質的量是甲酸的2倍解析(1)草酸為乙二酸，含有的官能團為羧基。(2)草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時會產生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成難溶性的碳酸鈣沉淀，而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現象是有氣泡冒出，且澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗，裝置B溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗。(3)①要檢驗生成的CO，在甲組實驗后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，用無水氯化鈣干燥CO，利用CO和CuO發(fā)生氧化反應生成CO2，再利用澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免污染環(huán)境，所以其連接順序是A、B、F、D、G、H、D、I；H裝置中盛放的物質應該具有氧化性，且和CO反應有明顯現象發(fā)生，CuO能被CO還原且反應過程中黑色固體變?yōu)榧t色，現象明顯，所以H中盛放的物質是CuO。②CO具有還原性，其氧化產物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，且CO將黑色的CuO還原為紅色的