Question

4．有机物分子式的确定常采用燃烧法，其操作如下：在电炉加热下用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成．如图所示是用燃烧法测定有机物分子式常用的装置，其中A管装碱石灰，B管装无水CaCl₂．现准确称取1.80g有机物样品（含C、H元素，还可能含有O元素），经燃烧被吸收后A管质量增加1.76g，B管质量增加0.36g．请按要求填空：

（1）此法适宜于测定固体有机物的分子式，此有机物的组成元素可能是C、H、O．
（2）产生的气体按从左到右的流向，所选各装置导管口的连接顺序是gefhicd（或dc）ab（或ba）．
（3）E和D中应分别装有何种药品H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂．
（4）如果将CuO网去掉，A管增加的质量将减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）该有机物的最简式是CHO₂．
（6）要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是B．
A．消耗液体E的质量  B．样品的摩尔质量
C．CuO固化减少的质量  D．C装置增加的质量
E．燃烧消耗氧气的物质的量
（7）在整个实验开始之前，需先让D产生的气体通过整套装置一段时间，其目的是赶出装置内空气，减小实验误差．

Answer 1

分析 （1）根据元素守恒法确定有机物的实验式确定所含元素；
（2）根据实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO₂和H₂O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式．因此生成O₂后必须除杂（主要是除H₂O）明确各装置的作用是解题的前提，A用来吸收二氧化碳、B用来吸收水、C用于干燥通入E中的氧气、D用来制取反应所需的氧气、E是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品；根据一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂；
（3）装置D是提供干燥氧气的装置，所以E中是液体，锥形瓶中为固体，混合反应生成氧气，试剂为过氧化氢和二氧化锰或过氧化钠和水等；
（4）CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂；
（5）经燃烧被吸收后A管质量增加1.76g为生成二氧化碳气体的质量，二氧化碳物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管质量增加0.36g为水的质量，物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氢元素质量=0.04g+0.48g=0.520g，则1.80g有机物样品中含有氧元素物质的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，据此计算有机物的实验式；
（6）题中该实验方法只能获得有机物的实验式，要确定有机物的分子式，还要知道有机物的相对分子质量或其摩尔质量；
（7）空气中二氧化碳、水影响有机物燃烧生成水、二氧化碳的质量，据此进行解答．

解答 解：（1）现准确称取1.80g有机物样品（含C、H元素，还可能含有O元素），经燃烧被吸收后A管质量增加1.76g为生成二氧化碳气体的质量，二氧化碳物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管质量增加0.36g为水的质量，物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氢元素质量=0.04g+0.48g=0.520g，则1.80g有机物样品中含有氧元素物质的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，此有机物的组成元素可能是C、H、O，
故答案为：C、H、O；
（2）D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根据产物的质量推断有机物的组成，则产生的氧气按从左到右流向，所选择装置各导管的连接顺序是gefhicd（或dc）ab（或ba），
故答案为：gefhicd（或dc）ab（或ba）；
（3）装置D是提供干燥氧气的装置，所以E中是液体，锥形瓶中为固体，混合反应生成氧气，试剂为过氧化氢和二氧化锰或过氧化钠和水等，E和D中应分别装有药品H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂ ，
故答案为：H₂O₂和MnO₂或H₂O和Na₂O₂；
（4）CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂，若将CuO网去掉，A管增加的质量将减小，
故答案为：减小；
（5）称取1.80g有机物样品（含C、H元素，还可能含有O元素），经燃烧被吸收后A管质量增加1.76g为生成二氧化碳气体的质量，二氧化碳物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，B管质量增加0.36g为水的质量，物质的量=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，m（C）=0.04mol×12g/mol=0.48g，m（H）=0.02mol×2×1g/mol=0.04g，碳和氢元素质量=0.04g+0.48g=0.520g，则1.80g有机物样品中含有氧元素物质的量=$\frac{1.80g-0.52g}{16g/mol}$=0.08mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.04：0.02×2：0.08=1：1：2，实验式为：CHO₂，
故答案为：CHO₂ ；
（6）由上述①可知该有机物的最简式为C₂H₄O，已经知道最简式，要确定有机物的分子式，则还要知道有机物的相对分子质量或样品的摩尔质量，所以B正确，
故答案为：B；
（7）由于装置内空气成分影响水、二氧化碳质量的测定，所以其目的是赶出装置内空气，减小实验误差，
故答案为：赶出装置内空气，减小实验误差．

点评 本题考查有机物组成的测定、物质性质实验方案的设计，题目难度中等，把握实验的原理和方法、明确实验操作目的是解答该题的关键，注意掌握质量守恒定律在确定有机物分子式中的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．