Question

4．化學(xué)上常用燃燒法確定有機(jī)物的組成，如下圖所示裝置是用燃燒法確定烴或烴的含氧衍生物分子式的常用裝置，這種方法是在電爐加熱時(shí)用純氧氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成．

完成下列問(wèn)題：
（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑）．
（2）B裝置的作用是吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥氧氣），燃燒管C中CuO的作用是使有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O
（3）產(chǎn)生氧氣按從左向右流向，燃燒管C與裝置D、E的連接順序是：C→E→D．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，從A裝置錐形瓶?jī)?nèi)的剩余物質(zhì)中分離出固體，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾〔蒸發(fā)結(jié)晶（需與Na₂O₂跟H₂O反應(yīng)制O₂相對(duì)應(yīng)）〕．
（5）準(zhǔn)確稱取 1.8g 烴的含氧衍生物X的樣品，經(jīng)充分燃燒后，D管質(zhì)量增加 2.64g，E管質(zhì)量增加 1.08g，則該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式是CH₂O．實(shí)驗(yàn)測(cè)得X的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的45倍，則X的分子式為C₃H₆O₃，1mol X分別與足量Na、NaHCO ₃反應(yīng)放出的氣體在相同條件下的體積比為1：1，X可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)原理是測(cè)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(lái)確定是否含氧及C、H、O的個(gè)數(shù)比，求出最簡(jiǎn)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用于制備氧氣、B為干燥裝置、C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，D吸收二氧化碳、E用于吸收水，確定物質(zhì)的化學(xué)式可借助元素的質(zhì)量守恒進(jìn)行解答，以此解答該題．

解答 解：（1）A為固體和液體反應(yīng)制備氧氣的裝置，可用過(guò)氧化氫和二氧化錳，也可用過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)制備，方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑），
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑）；
（2）由以上分析可知B用于吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥氧氣），CuO的作用是使有機(jī)物充分氧化生成CO₂和H₂O，
故答案為：吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥氧氣）；  使有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O；
（3）有機(jī)物燃燒生成水和二氧化碳，應(yīng)先用氯化鈣吸收水，然后再用堿石灰吸收二氧化碳，故答案為：E；D；
（4）如用二氧化錳和過(guò)氧化氫制備氧氣，則固體為二氧化錳，不溶于水，可用過(guò)濾的方法分離，如用過(guò)氧化鈉和水制備氧氣，生成氫氧化鈉，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法制備，
故答案為：過(guò)濾〔蒸發(fā)結(jié)晶（需與Na ₂O ₂跟H ₂O反應(yīng)制O ₂相對(duì)應(yīng)）〕；
（5）D管質(zhì)量增加2.64g克說(shuō)明生成了2.64g，n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，m（C）=0.06mol×12g/mol=0.72g；
E管質(zhì)量增加1.08g，說(shuō)明生成了1.08g的水，n（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol，m（H）=0.06mol×2×1g/mol=0.12g；
從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：1.8g-0.72g-0.12g=0.96g，n（O）=$\frac{0.96g}{16g/mol}$=0.06mol，
N（C）：N（H）：N（O）=0.06mol：0.12mol：0.06mol=1：2：1，
故該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為CH₂O，式量為30，
該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為：45×2=90，設(shè)分子式為 C_nH_2nO_n，30n=90，解得n=3，故分子式為：C₃H₆O₃；
因 1molX分別與足量Na、NaHCO₃反應(yīng)放出的氣體在相同條件下的體積比為1：1，則含一個(gè)羥基和一個(gè)羧基，
故該有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH；
故答案為：CH₂O；C₃H₆O₃；CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

點(diǎn)評(píng) 本題有機(jī)物的推斷、物質(zhì)的分子的測(cè)定，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，題目有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增加了學(xué)生分析問(wèn)題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．