Question

13．中國(guó)石油天然氣勘探開發(fā)公司位于尼日爾的分支機(jī)構(gòu)CNPC-尼日爾石油公司，日前在該國(guó)東部最新發(fā)現(xiàn)了2900萬桶的石油儲(chǔ)量，勘探小組在石油樣品中發(fā)現(xiàn)一種烴的含氧衍生物．可用如圖所示裝置確定其分子式和其組成．（不考慮空氣進(jìn)入裝置）

回答下列問題：
（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）B裝置的作用是吸收氧氣中的水蒸氣，燃燒管C中CuO的作用是使有機(jī)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連接．現(xiàn)甲、乙兩位同學(xué)提出了兩種連接方案．
方案1 甲同學(xué)認(rèn)為連接順序是：C→E→D
方案2 乙同學(xué)認(rèn)為連接順序是：C→D→E
請(qǐng)你評(píng)價(jià)兩種連接方案，判斷哪種方案正確并說明理由．方案1，先要用無水CaCl₂吸收H₂O，再用堿石灰吸收CO₂．
（4）準(zhǔn)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，實(shí)驗(yàn)測(cè)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C₃H₆O₃，1molX分別與足量Na、NaHCO₃反應(yīng)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(jiǎn)式為HOCH₂CH₂COOH、CH₃CH（OH）COOH．

Answer 1

分析 （1）A裝置是用來制取氧氣的，該裝置的特點(diǎn)是：固液不加熱型；
（2）B裝置的作用是干燥氣體；使有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物（CO、H₂）進(jìn)行再次氧化；
（3）先要用無水CaCl₂吸收H₂O，再用堿石灰吸收CO₂；
（4）依據(jù)元素守恒先該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，再根據(jù)X的蒸氣密度求出分子量進(jìn)而求出分子式；根據(jù)反應(yīng)判斷含有的官能團(tuán)，然后寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（1）由題意可知，A裝置是用來制取氧氣的，該裝置的特點(diǎn)是：固液不加熱型．故可用雙氧水和二氧化錳反應(yīng)，也可以是過氧化鈉與水反應(yīng)，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）B裝置的作用是吸收氧氣中的水蒸氣，燃燒管C中CuO的作用是使有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物（CO、H₂）進(jìn)行再次氧化使其全部轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O，
故答案為：吸收氧氣中的水蒸氣；使有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O；
（3）由于堿石灰既能吸收CO₂，又能吸收H₂O，而無水CaCl₂只能吸收H₂O，故先要用無水CaCl₂吸收H₂O，再用堿石灰吸收CO₂，
故答案為：方案1；先要用無水CaCl₂吸收H₂O，再用堿石灰吸收CO₂；
（4）D管質(zhì)量增加2.64g，即m（CO₂）=2.64g，n（CO₂）=0.06mol；E管質(zhì)量增加1.08g，即m（H₂O）=1.08g，n（H₂O）=0.06mol；依據(jù)元素守恒可知有機(jī)物中的n（C）=n（CO₂）=0.06mol，n（H）=2n（H₂O）=0.12mol，從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：1.8g-0.72g-0.12g=0.96g，n（O）=$\frac{0.96g}{16g/mol}$=0.06mol，n（C）：n（H）：n（O）=1：2：1，該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式是CH₂O；實(shí)驗(yàn)測(cè)得X的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的45倍，M（x）=90，設(shè)X的分子式為（CH₂O）_n，可得：30n=90，n=3，則X的分子式為C₃H₆O₃，由1molX分別與足量Na、NaHCO₃反應(yīng)放出的氣體在相同條件下的體積比為1：1，可知X分別含：一個(gè)羧基和羥基，則其結(jié)構(gòu)式有兩種：HOCH₂CH₂COOH，CH₃CH（OH）COOH，
故答案為：C₃H₆O₃；HOCH₂CH₂COOH、CH₃CH（OH）COOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)組成的方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹��?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．