Question

4．有機(jī)物分子式的確定常采用燃燒法，其操作如下：在電爐加熱下用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成．如圖所示是用燃燒法測定有機(jī)物分子式常用的裝置，其中A管裝堿石灰，B管裝無水CaCl₂．現(xiàn)準(zhǔn)確稱取1.80g有機(jī)物樣品（含C、H元素，還可能含有O元素），經(jīng)燃燒被吸收后A管質(zhì)量增加1.76g，B管質(zhì)量增加0.36g．請(qǐng)按要求填空：

（1）此法適宜于測定固體有機(jī)物的分子式，此有機(jī)物的組成元素可能是C、H、O．
（2）產(chǎn)生的氣體按從左到右的流向，所選各裝置導(dǎo)管口的連接順序是gefhicd（或dc）ab（或ba）．
（3）E和D中應(yīng)分別裝有何種藥品H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂．
（4）如果將CuO網(wǎng)去掉，A管增加的質(zhì)量將減小（填“增大”“減小”或“不變”）．
（5）該有機(jī)物的最簡式是CHO₂．
（6）要確定該有機(jī)物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是B．
A．消耗液體E的質(zhì)量  B．樣品的摩爾質(zhì)量
C．CuO固化減少的質(zhì)量  D．C裝置增加的質(zhì)量
E．燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量
（7）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)開始之前，需先讓D產(chǎn)生的氣體通過整套裝置一段時(shí)間，其目的是趕出裝置內(nèi)空氣，減小實(shí)驗(yàn)誤差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒法確定有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式確定所含元素；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理是測定一定質(zhì)量的有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個(gè)數(shù)比，求出最簡式．因此生成O₂后必須除雜（主要是除H₂O）明確各裝置的作用是解題的前提，A用來吸收二氧化碳、B用來吸收水、C用于干燥通入E中的氧氣、D用來制取反應(yīng)所需的氧氣、E是在電爐加熱時(shí)用純氧氣氧化管內(nèi)樣品；根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)可知CuO的作用是把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂；
（3）裝置D是提供干燥氧氣的裝置，所以E中是液體，錐形瓶中為固體，混合反應(yīng)生成氧氣，試劑為過氧化氫和二氧化錳或過氧化鈉和水等；
（4）CuO的作用是把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂；
（5）經(jīng)燃燒被吸收后A管質(zhì)量增加1.76g為生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管質(zhì)量增加0.36g為水的質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氫元素質(zhì)量=0.04g+0.48g=0.520g，則1.80g有機(jī)物樣品中含有氧元素物質(zhì)的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，據(jù)此計(jì)算有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式；
（6）題中該實(shí)驗(yàn)方法只能獲得有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，要確定有機(jī)物的分子式，還要知道有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量或其摩爾質(zhì)量；
（7）空氣中二氧化碳、水影響有機(jī)物燃燒生成水、二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）現(xiàn)準(zhǔn)確稱取1.80g有機(jī)物樣品（含C、H元素，還可能含有O元素），經(jīng)燃燒被吸收后A管質(zhì)量增加1.76g為生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管質(zhì)量增加0.36g為水的質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氫元素質(zhì)量=0.04g+0.48g=0.520g，則1.80g有機(jī)物樣品中含有氧元素物質(zhì)的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，此有機(jī)物的組成元素可能是C、H、O，
故答案為：C、H、O；
（2）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應(yīng)先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時(shí)用純氧氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進(jìn)一步反應(yīng)生成二氧化碳，然后分別通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量推斷有機(jī)物的組成，則產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向，所選擇裝置各導(dǎo)管的連接順序是gefhicd（或dc）ab（或ba），
故答案為：gefhicd（或dc）ab（或ba）；
（3）裝置D是提供干燥氧氣的裝置，所以E中是液體，錐形瓶中為固體，混合反應(yīng)生成氧氣，試劑為過氧化氫和二氧化錳或過氧化鈉和水等，E和D中應(yīng)分別裝有藥品H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂ ，
故答案為：H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂；
（4）CuO的作用是把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂，若將CuO網(wǎng)去掉，A管增加的質(zhì)量將減小，
故答案為：減��；
（5）稱取1.80g有機(jī)物樣品（含C、H元素，還可能含有O元素），經(jīng)燃燒被吸收后A管質(zhì)量增加1.76g為生成二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量，二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管質(zhì)量增加0.36g為水的質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氫元素質(zhì)量=0.04g+0.48g=0.520g，則1.80g有機(jī)物樣品中含有氧元素物質(zhì)的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.04：0.02×2：0.08=1：1：2，實(shí)驗(yàn)式為：CHO₂，
故答案為：CHO₂ ；
（6）由上述①可知該有機(jī)物的最簡式為C₂H₄O，已經(jīng)知道最簡式，要確定有機(jī)物的分子式，則還要知道有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量或樣品的摩爾質(zhì)量，所以B正確，
故答案為：B；
（7）由于裝置內(nèi)空氣成分影響水、二氧化碳質(zhì)量的測定，所以其目的是趕出裝置內(nèi)空氣，減小實(shí)驗(yàn)誤差，
故答案為：趕出裝置內(nèi)空氣，減小實(shí)驗(yàn)誤差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物組成的測定、物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，把握實(shí)驗(yàn)的原理和方法、明確實(shí)驗(yàn)操作目的是解答該題的關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律在確定有機(jī)物分子式中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>