Question

17．化学上常用燃烧法确定有机物的组成．如图所示装置是用燃烧法确定烃或烃的含氧衍生物分子式的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品：根据产物的质量确定有机物的组成．

回答下列问题：
（1）A中发生反应的化学方程式为2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）B装置的作用是吸收氧气中的水蒸气，燃烧管C中CuO的作用是可将产生的CO氧化成CO₂．
（3）产生氧气按从左向右流向，燃烧管C与装置D、E的连接顺序是：C→E→D．
（4）准确称取1.8g烃的含氧衍生物X的样品，经充分燃烧后，D管质量增加2.64g，E管质量增加1.08g，同时实验测得X的蒸气密度是同温同压下氢气密度的45倍，则X的分子式为C₃H₆O₃，1molX分别与足量Na、NaHCO₃反应放出的气体在相同条件下的体积比为1：1，x可能的结构简式为CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

Answer 1

分析 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用来制取反应所需的氧气、B用来吸收水、C是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品、D用来吸收产生的二氧化碳、E是吸收水；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，
（1）双氧水可分解生成氧气，需要二氧化锰作催化剂；
（2）因反应原理是纯氧和有机物反应，故B的作用是除去氧气中的水蒸气，CuO的作用是使有机物不完全燃烧生成的CO充分氧化生成CO₂；
（3）D装置中碱石灰能把水和二氧化碳全部吸收，而E装置中氯化钙只吸收水分，为了称取产物水和二氧化碳的质量，故应先吸收水再吸收二氧化碳，据此作用排序；
（4）D管质量增加2.64g克说明生成了2.64g二氧化碳，E管质量增加1.08g，说明生成了1.08g的水，计算出碳氢质量，根据质量守恒计算氧质量，算出碳氢氧个数比，写出实验式，根据相对密度计算相对分子质量，求出分子式，根据性质结合分子式写出可能结构．

解答 解：（1）双氧水可分解生成氧气，A装置中分液漏斗盛放的物质是双氧水，化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）因反应原理是纯氧和有机物反应，故B的作用是除去氧气中的水蒸气，CuO的作用是使有机物不完全燃烧生成的CO充分氧化生成CO₂，
故答案为：吸收氧气中的水蒸气；可将产生的CO氧化成CO₂；
（3）D装置中碱石灰能把水和二氧化碳全部吸收，而E装置中氯化钙只吸收水分，为了称取产物水和二氧化碳的质量，故应先吸收水再吸收二氧化碳，故燃烧管C与装置D、E的连接顺序是：C→E→D，故答案为：E；D；
（4）D管质量增加2.64g克说明生成了2.64g，n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，m（C）=0.06mol×12g/mol=0.72g；
E管质量增加1.08g，说明生成了1.08g的水，n（H₂O）=$\frac{1.08g}{44g/mol}$=0.06mol，m（H）=0.06mol×2×1g/mol=0.12g；
从而可推出含氧元素的质量为：1.8g-0.72g-0.12g=0.96g，n（O）=$\frac{0.96g}{16g/mol}$=0.06mol，
N（C）：N（H）：N（O）=0.06mol：0.12mol：0.06mol=1：2：1，
故该有机物的实验式为CH₂O，式量为30，
该有机物的相对分子质量为：45×2=90，设分子式为 C_nH_2nO_n，30n=90，解得n=3，故分子式为：C₃H₆O₃；
因 1molX分别与足量Na、NaHCO₃反应放出的气体在相同条件下的体积比为1：1，则含一个羟基和一个羧基，
故该有机物结构简式为：CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH；
故答案为：C₃H₆O₃；CH₃CH（OH）-COOH、HO-CH₂CH₂-COOH．

点评 本题考查有机物的分子式的实验测定，题目难度中等，注意实验的原理是解题关键，侧重考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力，强调了学生整合知识的能力．