Question

15．有機(jī)分子最簡(jiǎn)式的測(cè)定常采用燃燒法，其原理是電爐加熱條件下用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成，其裝置如圖．

完成下列問(wèn)題：
（1）燒瓶B中為黑色固體，則其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）銅網(wǎng)的作用是將可能產(chǎn)生的少量CO進(jìn)一步氧化成CO₂．
（3）F中的試劑最好是堿石灰．
（4）裝置G的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入F中．
（5）在開(kāi)始加熱D之前，先打開(kāi)夾子X(jué)，關(guān)閉夾子Y，通一段時(shí)間氧氣．再關(guān)閉夾子X(jué)，打開(kāi)夾子Y，然后開(kāi)始加熱，這樣操作的目的是排除裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂和水蒸氣對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響．
（6）稱取1.80 g某有機(jī)物固體（烴或烴的含氧衍生物），經(jīng)上述方法測(cè)定，E管增重1.08 g，F(xiàn)管增重2.64 g，則該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為CH₂O．如果要確定有機(jī)物的分子式，還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量（或摩爾質(zhì)量）．

Answer 1

分析 D為有機(jī)物固體，燃燒產(chǎn)物為CO₂和H₂O，E和F分別為吸收H₂O和CO₂的裝置．因需純O₂氧化有機(jī)物，則A、B中物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生O₂，又B中為黑色固體，A中為液體，則發(fā)生反應(yīng)：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．由其制得的O₂中混有水蒸氣，由C除去，則C中盛濃H₂SO₄，又通過(guò)（5）排凈裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂和水蒸氣對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響．G的作用是防止空氣中的CO₂和H₂O進(jìn)入F；
（1）AB為制備氧氣的裝置，B中為黑色固體，則為二氧化錳，其反應(yīng)為二氧化錳催化雙氧水分解；
（2）氧氣與Cu反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅能把CO轉(zhuǎn)化為CO₂；
（3）F的作用是吸收二氧化碳；
（4）空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入F會(huì)產(chǎn)生誤差；
（5）燃燒有機(jī)物前應(yīng)該先排盡裝置中的空氣；
（6）根據(jù)生成的水、二氧化碳的量，利用元素守恒求出該有機(jī)物中的氧元素的量，再求出最簡(jiǎn)式；由最簡(jiǎn)式和相對(duì)分子質(zhì)量可以求出分子式．

解答 解：D為有機(jī)物固體，燃燒產(chǎn)物為CO₂和H₂O，E和F分別為吸收H₂O和CO₂的裝置．因需純O₂氧化有機(jī)物，則A、B中物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生O₂，又B中為黑色固體，A中為液體，則發(fā)生反應(yīng)：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．由其制得的O₂中混有水蒸氣，由C除去，則C中盛濃H₂SO₄，又通過(guò)（5）排凈裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂和水蒸氣對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響．G的作用是防止空氣中的CO₂和H₂O進(jìn)入F．
（1）AB為制備氧氣的裝置，B中為黑色固體，則為二氧化錳，其反應(yīng)為二氧化錳催化雙氧水分解，其反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）在加熱條件下，氧氣與Cu反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅能把CO轉(zhuǎn)化為CO₂，所以銅網(wǎng)的作用是將可能產(chǎn)生的少量CO進(jìn)一步氧化成CO₂；
故答案為：將可能產(chǎn)生的少量CO進(jìn)一步氧化成CO₂；
（3）E的作用是吸收水，F(xiàn)的作用是吸收二氧化碳，所以F中的藥品為堿石灰，故答案為：堿石灰；
（4）空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入F會(huì)產(chǎn)生誤差，所以G裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入F中，故答案為：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入F中；
（5）燃燒有機(jī)物前應(yīng)該先排盡裝置中的空氣，所以在開(kāi)始加熱D之前，先打開(kāi)夾子X(jué)，關(guān)閉夾子Y，通一段時(shí)間氧氣，防止空氣中的CO₂和水蒸氣對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響；
故答案為：排除裝置中的空氣，防止空氣中的CO₂和水蒸氣對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響；
（6）E管吸收水1.08 g，則n（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol，F(xiàn)吸收CO₂ 2.64 g，則n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，
則該有機(jī)物中n（O）=$\frac{1.80g-0.06×2g-0.06×12g}{16g/mol}$=0.06mol，
則N（C）：N（H）：N（O）=1：2：1，最簡(jiǎn)式為CH₂O．
知道該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式，若要求分子式還應(yīng)該知道該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量（或摩爾質(zhì)量）；
故答案為：CH₂O；該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量（或摩爾質(zhì)量）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物分子式的確定，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和計(jì)算能力，注意把握有機(jī)物分子式的確定方法．