Question

I．有机物组成的测定
化学上常用燃烧法确定有机物的组成，这种方法是在电炉加热时用纯O₂氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，图1所列装置是用燃烧法确定有机物A的分子式常用的装置．（每种装置只用一次）


回答下列问题：
（1）产生的O₂按从左到右流向，所选装置各导管的连接顺序是

g→f，e→h，i→c，d→a

（填接口代号）．
（2）C装置中浓H₂SO₄的作用是

吸收水分，得到干燥纯净的O₂

．
（3）D装置中MnO₂的作用是

作催化剂，加快产生O₂的速率

．
（4）燃烧管中CuO的作用是

使有机物更充分氧化生成CO₂和H₂O

．
（5）若准确称取1.50g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经充分燃烧后，A管质量增加3.96g，B管质量增加0.90g，则该有机物A的实验式为

C₉H₁₀O₂

．
II．有机物结构的确定
为进一步确定上述有机物A的分子结构，采用了下列几种现代仪器进行分析，结果如下：
方法一：经质谱法分析得知A的相对分子质量为150．
方法二：核磁共振仪可以测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为1：2：2：2：3．
方法三：利用红外光谱仪可测得A分子的红外光谱如图2所示．
已知：A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，且B的水解产物中含有乙醇．试回答下列问题：
（6）A的分子式为

C₉H₁₀O₂

．
（7）A的结构简式为

．

Answer 1

分析：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；确定物质的化学式可借助元素的质量守恒进行解答，据实验目的和各装置的作用推知整套装置为D→C→E→B→A，各导管接口顺序为g→f，e→h，i→c，d→a．其中D为O₂发生装置（MnO₂作催化剂），C中浓H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥纯净的O₂，E为有机物燃烧装置，B中CaCl₂吸收反应生成的H₂O，A中NaOH吸收反应生成的CO₂根据原子守恒结合质量守恒确定有机物的分子式，并根据性质确定其最简式．

解答：解：据实验目的和各装置的作用推知整套装置为D→C→E→B→A，各导管接口顺序为g→f，e→h，i→c，d→a．其中D为O₂发生装置（MnO₂作催化剂），C中浓H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥纯净的O₂，E为有机物燃烧装置，B中CaCl₂吸收反应生成的H₂O．
（1）产生氧气中含有水，应经过干燥后才可与有机物反应，生成二氧化碳和水，用无水氯化钙吸收水，用碱石灰吸水二氧化碳，整套装置为D→C→E→B→A，各导管接口顺序为g→f，e→h，i→c，d→a，
故答案为：g→f，e→h，i→c，d→a；
（2）C中浓H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥纯净的O₂，故答案为：吸收水分，得到干燥纯净的O₂；
（3）D为O₂发生装置，双氧水在二氧化锰作催化剂条件下反应生成氧气，故答案为：作催化剂，加快产生O₂的速率；
（4）本实验需测定有机物中碳元素、氢元素的质量，原理是根据氢氧化钠吸收的二氧化碳的质量求碳元素的质量，有机物燃烧时可能也产生一氧化碳，为了测定精确，要将有机物不完全燃烧产生的少量CO氧化成CO₂，氧化铜通过与一氧化碳反应能保证有机物中的碳都转化为CO₂，故答案为：使有机物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（5）A管质量增加3.96克说明生成了3.96克二氧化碳，可得碳元素的质量：3.96克×

12

44

×100%=1.08克
B管质量增加0.90g说明生成了0.90g水，可得氢元素的质量：0.90g×

2

18

×100%=0.1克
从而可推出含氧元素的质量为：1.50g-1.08g-0.1g=0.32克
设最简式为C_XH_YO_Z，则12X：Y：16Z=1.08：0.1：0.32   X：Y：Z=9：10：2  最简式为 C₉H₁₀O₂即分子式为：C₉H₁₀O₂，根据A分子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，且B的水解产物中含有乙醇，结合核磁共振氢谱图可以得出A的结构简式为：，故答案为：．

点评：本题考查有机物组成的实验测定，题目难度中等，本题注意把握实验原理和方法，特别是实验的目的和基本操作，为该题的主要测试点，学习中注意把握．