Question

某實驗小組用燃燒分析法測定某有機物中碳和氫等元素的含量，隨后又對其進行了性質(zhì)探究．將已稱量的樣品置于氧氣流中，用氧化銅作催化劑，在高溫條件下樣品全部被氧化為水和二氧化碳，然后分別測定生成的水和二氧化碳．實驗可能用到的裝置如圖所示，其中A裝置可以重復使用．

請回答下列問題：
（1）請按氣體流向連接實驗裝置

 

→

 

→

 

→d→

 

→

 

→

 

→g（用儀器接口編號填寫）．
（2）B裝置中制O₂時所用的藥品是

 

．實驗中，開始對C裝置加熱之前，要通一段時間的氧氣，目的是

 

；停止加熱后，也要再通一段時間的氧氣，目的是

 

．
（3）已知取2.3g的樣品X進行上述實驗，經(jīng)測定A裝置增重2.7g，D裝置增重4.4g．試推算出X物質(zhì)的實驗式

 

．
（4）該小組同學進一步實驗測得：2.3g的X與過量金屬鈉反應(yīng)可放出560mL H₂（已換算成標準狀況下），且已知X分子只含一個官能團．查閱資料后，學生們又進行了性質(zhì)探究實驗：
實驗一：X在一定條件下可催化氧化最終生成有機物Y．
實驗二：X與Y在濃硫酸加熱條件下生成有機物Z．
則①寫出實驗二中反應(yīng)的化學方程式

 

．
②除去Z中混有的Y所需的試劑和主要儀器是

 

、

 

．
（5）若已知室溫下2.3g液態(tài)X在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時可放出68.35kJ的熱量，寫出X在氧氣中燃燒的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：有機物實驗式和分子式的確定,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)實驗的原理，先產(chǎn)生氧氣，經(jīng)干燥后，通入發(fā)生裝置，然后通過A裝置測定水，D裝置測定二氧化碳，從而求出某有機物中碳和氫等元素的含量；
（2）根據(jù)B裝置制取O₂是固態(tài)藥品和液體反應(yīng)；實驗前必須排除裝置中的二氧化碳和水蒸氣，以防引起誤差；停止加熱后，裝置中會殘留一些燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣；
（3）A裝置增重2.7g，為水的質(zhì)量，則可求氫元素的質(zhì)量，D裝置增重4.4g，為二氧化碳的質(zhì)量，則可求碳元素的質(zhì)量，然后判斷有機物中是否含有氧元素，最后根據(jù)元素的物質(zhì)的量之比求出實驗式；
（4）根據(jù)X的實驗式C₂H₆O中碳原子已經(jīng)飽和，所以分子式為C₂H₆O，以及2.3g即0，1mol的X與過量金屬鈉反應(yīng)可放出560mL即0.25molH₂，且已知X分子只含一個官能團，說明X是乙醇，乙醇氧化得到乙酸
①乙酸能與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)；
②乙酸能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，乙酸乙酯不溶于水，與碳酸鈉溶液不反應(yīng)來除雜、分離；
（5）依據(jù)質(zhì)量換算物質(zhì)的量，結(jié)合化學方程式對應(yīng)的物質(zhì)的量計算反應(yīng)放出的熱量，依據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變寫出；

解答： 解：（1）實驗的原理，先產(chǎn)生氧氣，經(jīng)干燥后，通入發(fā)生裝置，然后通過A裝置測定水，D裝置測定二氧化碳，所以氣體流向連接實驗裝置順序為：c→a→b→d→e→a→b→g；
故答案為：c；a；b；e；a；b；
（2）B裝置制取O₂是固態(tài)藥品和液體反應(yīng)，所用的藥品是H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；實驗前必須排除裝置中的二氧化碳和水蒸氣，以防引起誤差，所以開始對C裝置加熱之前，要通一段時間的氧氣，排出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等；停止加熱后，裝置中會殘留一些燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣，為確保二氧化碳和水蒸氣徹底排出，應(yīng)再通一段時間的氧氣；
故答案為：H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；排出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等；將燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣徹底排出，并完全吸收；
（3）濃硫酸增重2.7g即燃燒生成的水為2.7g，則水的物質(zhì)的量為0.15mol，其中含氫元素的質(zhì)量為0.3g；堿石灰增重4.4g，即燃燒生成的CO₂水4.4g，則CO2的物質(zhì)的量為0.1mol，其中含有碳元素的質(zhì)量為1.2g，生成物中碳元素和氫元素的質(zhì)量之和為1.2g+0.3g=1.5g，小于有機物的質(zhì)量2.3g，說明有機物中一定含有氧元素，而且其質(zhì)量為2.3g-1.5g=0.8g，氧元素的物質(zhì)的量為0.05mol，則有機物中C、H、O三種元素的物質(zhì)的量之比為2：6：1，所以X物質(zhì)的實驗式為C₂H₆O；
故答案為：C₂H₆O；
（4）X的實驗式C₂H₆O中碳原子已經(jīng)飽和，所以分子式為C₂H₆O，以及2.3g即0，1mol的X與過量金屬鈉反應(yīng)可放出560mL即0.25molH₂，且已知X分子只含一個官能團，說明X是乙醇，乙醇氧化得到乙酸，
①乙酸能與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)得到乙酸乙酯和水，方程式為：CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
②乙酸能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，乙酸乙酯不溶于水，與碳酸鈉溶液不反應(yīng)來除雜、分離，所以除去乙酸乙酯中混有的乙酸所需的試劑是飽和Na₂CO₃溶液，用分液的方法分離，所用儀器是分液漏斗；
故答案為：飽和Na₂CO₃溶液；分液漏斗；
（5）2.3g乙醇的物質(zhì)的量為

2.3g

46g/mol

=0.05mol，在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時可放出68.35kJ的熱量，1mol乙醇完全反應(yīng)放熱68.35kJ×

1mol

0.05mol

=1367kJ，熱化學方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1367kJ/mol；
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1367kJ/mol．

點評：本題主要借助實驗考查了有機物分子組成的確定方法以及物質(zhì)性質(zhì)的探究，難度不大，注意知識的靈活運用．