Question

17．化學(xué)上常用燃燒法確定有機(jī)物的組成．如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．

回答下列問題：
（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）B裝置的作用是吸收氧氣中的水蒸氣，燃燒管C中CuO的作用是可將產(chǎn)生的CO氧化成CO₂．
（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）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，同時實(shí)驗(yàn)測得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C₃H₆O₃，1molX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，x可能的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)原理是測定一定質(zhì)量的有機(jī)物完全燃燒時生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個數(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用來制取反應(yīng)所需的氧氣、B用來吸收水、C是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品、D用來吸收產(chǎn)生的二氧化碳、E是吸收水；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；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，
（1）雙氧水可分解生成氧氣，需要二氧化錳作催化劑；
（2）因反應(yīng)原理是純氧和有機(jī)物反應(yīng)，故B的作用是除去氧氣中的水蒸氣，CuO的作用是使有機(jī)物不完全燃燒生成的CO充分氧化生成CO₂；
（3）D裝置中堿石灰能把水和二氧化碳全部吸收，而E裝置中氯化鈣只吸收水分，為了稱取產(chǎn)物水和二氧化碳的質(zhì)量，故應(yīng)先吸收水再吸收二氧化碳，據(jù)此作用排序；
（4）D管質(zhì)量增加2.64g克說明生成了2.64g二氧化碳，E管質(zhì)量增加1.08g，說明生成了1.08g的水，計(jì)算出碳?xì)滟|(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算氧質(zhì)量，算出碳?xì)溲鮽�數(shù)比，寫出實(shí)驗(yàn)式，根據(jù)相對密度計(jì)算相對分子質(zhì)量，求出分子式，根據(jù)性質(zhì)結(jié)合分子式寫出可能結(jié)構(gòu)．

解答 解：（1）雙氧水可分解生成氧氣，A裝置中分液漏斗盛放的物質(zhì)是雙氧水，化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）因反應(yīng)原理是純氧和有機(jī)物反應(yīng)，故B的作用是除去氧氣中的水蒸氣，CuO的作用是使有機(jī)物不完全燃燒生成的CO充分氧化生成CO₂，
故答案為：吸收氧氣中的水蒸氣；可將產(chǎn)生的CO氧化成CO₂；
（3）D裝置中堿石灰能把水和二氧化碳全部吸收，而E裝置中氯化鈣只吸收水分，為了稱取產(chǎn)物水和二氧化碳的質(zhì)量，故應(yīng)先吸收水再吸收二氧化碳，故燃燒管C與裝置D、E的連接順序是：C→E→D，故答案為：E；D；
（4）D管質(zhì)量增加2.64g克說明生成了2.64g，n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，m（C）=0.06mol×12g/mol=0.72g；
E管質(zhì)量增加1.08g，說明生成了1.08g的水，n（H₂O）=$\frac{1.08g}{44g/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，則含一個羥基和一個羧基，
故該有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH；
故答案為：C₃H₆O₃；CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物的分子式的實(shí)驗(yàn)測定，題目難度中等，注意實(shí)驗(yàn)的原理是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．