Question

實驗室常用燃燒分析法來測定有機(jī)物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這種方法是用氧化銅作催化劑，在750℃時，用氧氣流將樣品氧化成CO₂和H₂O，再根據(jù)CO₂和H₂O的質(zhì)量求出有機(jī)物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．現(xiàn)用下列各儀器裝置來確定乙炔分子中碳、氫兩種元素的質(zhì)量比．

回答下列問題：
（1）若產(chǎn)生的氣體由左向右流向，各裝置導(dǎo)管的連接順序是：

 

接

 

、

 

接

 

、

 

接

 

、

 

接

 

、

 

接

 

．
（2）裝置Ⅰ在該實驗流程中需要使用

 

處，第一處作用是

 

，第二處作用是

 

．
（3）裝置Ⅳ中的化學(xué)方程式

 

；裝置Ⅴ中的化學(xué)方程式

 

．
（4）實驗前稱得Ⅰ、Ⅱ兩裝置的質(zhì)量為m₁g和n₁ g，實驗完畢，稱得Ⅰ、Ⅱ兩裝置的質(zhì)量分別變?yōu)閙₂g和
n₂ g，則乙炔分子中碳原子和氫原子的原子個數(shù)比為

 

（列出算式）．
（5）如果用燃燒分析法來確定一個固體有機(jī)物中除C、H外不含有其它元素，試樣質(zhì)量應(yīng)等于

 

．（用m₁、m₂、n₁和n₂表達(dá)），此時欲確定其分子式還需知道下述數(shù)據(jù)中的

 

A．熔、沸點　 B．定溫、定壓下蒸氣密度  C．固定有機(jī)物的體積　 D．重要的化學(xué)性質(zhì)．

Answer 1

考點：測定有機(jī)物分子的元素組成

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）根據(jù)先制取乙炔、除去乙炔中二氧化碳并干燥乙炔、乙炔與氧氣反應(yīng)、吸收燃燒生成水、吸收乙炔燃燒生成的二氧化碳的順序?qū)υ撗b置進(jìn)行排序；
（2）根據(jù)實驗裝置連接順序可知，裝置Ⅰ在實驗流程中需要使用到兩次，然后根據(jù)每次堿石灰的作用進(jìn)行解答；
（3）裝置Ⅳ為制取乙炔的發(fā)生裝置，利用的是碳化鈣與飽和食鹽水反應(yīng)生成乙炔和和氫氧化鈣；裝置Ⅴ中乙炔與氧氣燃燒生成二氧化碳和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)裝置Ⅰ、Ⅱ質(zhì)量差計算出二氧化碳、水的質(zhì)量，然后根據(jù)原子守恒計算出乙炔分子中碳原子和氫原子的原子個數(shù)比；
（5）若乙炔中只含有C、H元素，則分子碳元素和氫元素的質(zhì)量之和等于試樣的質(zhì)量；根據(jù)（4）已知乙炔的最簡式，再知道乙炔的相對分子量就可以確定其分子式．

解答： 解：（1）根據(jù)實驗原理可知，先從乙炔的發(fā)生裝置G出發(fā)，經(jīng)過裝置Ⅰ除去乙炔中混有的二氧化碳和水分，即G連接A，然后加入乙炔的燃燒裝置H，吸收二氧化碳和水時，應(yīng)該先吸收水分，在吸收二氧化碳，所以H連接C、D連接A，故正確的連接順序為：G→A→B→H→I→C→D→A→B，
故答案為：G；A；B；H；I；C；D；A；B；
（2）在整個實驗兩次中總共有兩處用到裝置Ⅰ，第一處的作用為吸收電石氣體中的二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣，既干燥乙炔，有避免二氧化碳影響測定結(jié)果；第二處用堿石灰吸收二氧化碳，據(jù)此測定生成的二氧化碳的質(zhì)量，
故答案為：2；吸收電石氣體中的二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣；檢測燃燒生成的二氧化碳；
（3）裝置Ⅳ為制取乙炔的發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑；裝置Ⅴ為乙炔的燃燒裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C₂H₂+4O₂

CuO

750℃

4CO₂+2H₂O，
故答案為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑；2C₂H₂+4O₂

CuO

750℃

4CO₂+2H₂O；
（4）實驗前稱得Ⅰ、Ⅱ兩裝置的質(zhì)量為m₁g和n₁ g，實驗完畢，稱得Ⅰ、Ⅱ兩裝置的質(zhì)量分別變?yōu)閙₂g和n₂ g，則乙炔燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量為（m₂-m₁）g、生成水的質(zhì)量為：（n₂-n₁g，根據(jù)原子守恒，乙炔分子中碳原子和氫原子的原子個數(shù)比為

m2-m1

44

：(

n2-n1

18

×2)，
故答案為：

m2-m1

44

：(

n2-n1

18

×2)；
（5）如果用燃燒分析法來確定一個固體有機(jī)物中除C、H外不含有其它元素，根據(jù)質(zhì)量守恒可得：試樣質(zhì)量應(yīng)等于碳原子和氫原子的質(zhì)量之和，即：

m2-m1

44

×12+(

n2-n1

18

×2)×2；
欲確定乙炔的分子式，根據(jù)（4）可知乙炔的最簡式，再計算出乙炔的相對分子量或摩爾質(zhì)量就可以求算乙炔的分子式，A、C、D都無法確定乙炔的分子式，只有B可以計算出乙炔的相對分子量，
故答案為：

m2-m1

44

×12+(

n2-n1

18

×2)×2；B．

點評：本題考查了測定乙炔分子中碳?xì)湓�素質(zhì)量之比的方法，題目難度中等，試題題量較大，注意掌握確定有機(jī)物實驗式、分子式的方法，明確質(zhì)量守恒在求算分子式的應(yīng)用方法，正確把握實驗原理為解答本題的關(guān)鍵．