Question

【題目】將某有機物樣品3.0g通入足量的氧氣后充分燃燒，在120℃條件下將燃燒后的氣體通入足量的濃H2SO4中，濃H2SO4增重1.8g，然后將氣體再通入足量的氫氧化鋇溶液中，可得到沉淀19.7g（不考慮溶解的沉淀物），此時還有標準狀況下的氣體2.24L，該氣體能用于搶救危重病人。實驗測得該有機物蒸氣的密度是相同條件下氦氣的15倍。求該有機物的分子式和通入氧氣的總體積（標準狀況）？____________

Answer 1

【答案】4.48L

【解析】

實驗測得同體積的該有機物蒸氣與氦氣的質量之比為15，可知該有機物的相對分子質量為15×4=60；3.0g有機物燃燒，燃燒后的氣體通入足量的濃H2SO4中，濃H2SO4增重1.8g為水的質量；然后將氣體再通入足量的氫氧化鋇溶液中，可得到沉淀19.7g為BaCO3；結合碳元素和氫元素的質量之和判斷是否存在氧元素，最后根據(jù)有機物的結構簡式判斷耗氧量；最后還剩余標準狀況下的氣體2.24L，該剩余氣體可用于搶救危重病人，故剩余的氣體為氧氣，據(jù)此分析計算。

實驗測得同體積的該有機物蒸氣與氦氣的質量之比為15，可知該有機物的相對分子質量為15×4=60；

3.0g有機物燃燒，燃燒后的氣體通入足量的濃H2SO4中，濃H2SO4增重1.8g為水的質量，則水的物質的量n==0.1mol，0.1mol水中含有的0.2mol氫原子全部來自于此有機物，即3.0g有機物中含有的氫原子的物質的量為0.2mol，質量m=nM=0.2mol×1g/mol=0.2g；

然后將氣體再通入足量的氫氧化鋇溶液中，可知得到沉淀19.7g為BaCO3，n(BaCO3)==0.1mol，生成0.1molBaCO3沉淀需要的0.1molCO2中含0.1molC原子全部來自于此有機物，則3.0g有機物中的碳原子的物質的量為0.1mol，質量m=nM=0.1mol×12g/mol=1.2g；

由于(0.2g+1.2g)＜3.0g，故有機物中還含氧原子，且含有的氧原子的質量m=3.0g-0.2g-1.2g=1.6g，氧原子的物質的量n==0.1mol；

故此有機物中C、H、O原子個數(shù)之比為為0.1∶0.2∶0.1=1∶2∶1，即此有機物的最簡式為CH2O，設有機物的分子式為(CH2O)n，根據(jù)其相對分子質量為60，可知有：30n=60，即可解得n=2，即有機物分子式為C2H4O2；

3.0gC2H4O2的物質的量n==0.05mol，設燃燒時的耗氧量為Xmol，根據(jù)C2H4O2～2O2可知X=0.1mol，則消耗掉的氧氣在標況下的體積V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，由于最后還剩余標準狀況下的氣體2.24L，該剩余氣體可用于搶救危重病人，故剩余的氣體也為氧氣，故通入的氧氣的總體積V總=2.24L+2.24L=4.48L，故答案為：4.48L。