Question

4．化學上常用燃燒法確定有機物的組成，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用純氧氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機物的組成．

完成下列問題：
（1）A中發(fā)生反應的化學方程式為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）反應結(jié)束后，從A裝置錐形瓶內(nèi)的剩余物質(zhì)中分離出固體，需要進行的實驗操作是過濾〔蒸發(fā)結(jié)晶（需與Na₂O₂跟H₂O反應制O₂相對應）〕．
（5）準確稱取 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，則該有機物的實驗式是CH₂O．實驗測得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C₃H₆O₃，1mol X分別與足量Na、NaHCO ₃反應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 實驗原理是測定一定質(zhì)量的有機物完全燃燒時生成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用于制備氧氣、B為干燥裝置、C是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)可知CuO的作用是把有機物不完全燃燒產(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)的化學式可借助元素的質(zhì)量守恒進行解答，以此解答該題．

解答 解：（1）A為固體和液體反應制備氧氣的裝置，可用過氧化氫和二氧化錳，也可用過氧化鈉和水反應制備，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\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑）；
（2）由以上分析可知B用于吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥氧氣），CuO的作用是使有機物充分氧化生成CO₂和H₂O，
故答案為：吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥氧氣）；  使有機物不完全燃燒的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O；
（3）有機物燃燒生成水和二氧化碳，應先用氯化鈣吸收水，然后再用堿石灰吸收二氧化碳，故答案為：E；D；
（4）如用二氧化錳和過氧化氫制備氧氣，則固體為二氧化錳，不溶于水，可用過濾的方法分離，如用過氧化鈉和水制備氧氣，生成氫氧化鈉，可用蒸發(fā)結(jié)晶的方法制備，
故答案為：過濾〔蒸發(fā)結(jié)晶（需與Na ₂O ₂跟H ₂O反應制O ₂相對應）〕；
（5）D管質(zhì)量增加2.64g克說明生成了2.64g，n（CO₂）=$\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}{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，
故該有機物的實驗式為CH₂O，式量為30，
該有機物的相對分子質(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，
故該有機物結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH；
故答案為：CH₂O；C₃H₆O₃；CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

點評 本題有機物的推斷、物質(zhì)的分子的測定，側(cè)重于學生的分析、實驗和計算能力的考查，為高頻考點，題目有利于培養(yǎng)學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力，增加了學生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學生整合知識的能力．