Question

測定有機物中碳和氫的質量分數(shù)，常用燃燒分析法，在750°C左右使有機物在氧氣流中全部氧化成CO₂和H₂O；分別用裝有固體NaOH和Mg（ClO₄）₂的吸收管吸收CO₂和H₂O．某課外活動小組，設計利用如圖所示裝置取純凈的乙烯，并測定乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)比；甲為燃燒管，當乙烯和氧氣通過時，由于催化劑的存在而不會發(fā)生爆炸，乙烯被氧化成CO₂和H₂O．請回答下列問題：

（1）整套裝置的連接順序（按從左到右的順序用字母填寫）：

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

．
（2）燒瓶中的試劑是濃硫酸和酒精，其中濃硫酸的作用是

 

，在燒瓶中還要加少量碎瓷片，其作用是

 

．
（3）實驗時應使燒瓶中溶液溫度迅速升至170℃，原因是

 

．實驗結束時，燒瓶中有黑色物質生成，其原因是

 

．
（4）乙、丙裝置中的作用分別是：乙

 

； 丙

 

．
（5）若實驗前后，丁增重ag，戊增重bg，則測得乙烯分子中C、H原子個數(shù)比為

 

．
（6）若測得C/H值偏高，導致這種誤差的可能原因是 （　�。�
A．乙烯中混有少量乙醚（C₂H₅OC₂H₅）
B．乙烯進入燃燒管時，仍含有少量水蒸氣
C．乙烯中混有少量CO
D．乙烯進入燃燒管時，仍含有少量CO₂
（7）若仍用上述裝置測定某烴A的化學式，經(jīng)測定丁增重4.5g，戊增重8.8g，則A的最簡式為

 

，若要確定A的化學式，是否還需要測其他數(shù)據(jù)（若需要，說明還需測定哪些 數(shù)據(jù)；若不需要，說明其原因）？

Answer 1

考點：測定有機物分子的元素組成

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)先制取乙烯、除去乙烯中二氧化碳、二氧化硫并干燥乙烯、乙烯與氧氣反應、吸收燃燒生成水、吸收燃燒生成的二氧化碳的順序對該裝置進行排序；
（2）濃硫酸在反應中起催化劑和脫水劑作用，加熱液體混合物，為防暴沸，需加碎瓷片；
（3）反應過程中在140°C時會反應生成乙醚副產(chǎn)物；乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發(fā)生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳；
（4）乙烯和濃硫酸反應有副反應發(fā)生，所以要除去乙烯中雜質氣體并干燥乙烯；
（5）分析裝置和作用可知，丁質量增加ag是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加bg為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，依據(jù)元素守恒計算得到有機物的最簡式；
（6）測定乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)比偏高說明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體分析判斷；
（7）分析裝置和作用可知，丁質量增加4.5g是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加8.8g為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，依據(jù)元素守恒計算得到有機物的最簡式；根據(jù)最簡式判斷碳是否被氫飽和．

解答： 解：（1）根據(jù)實驗原理可知，先從乙烯的發(fā)生裝置己出發(fā)，經(jīng)過裝置丙除去乙烯中混有的二氧化碳和二氧化硫，經(jīng)乙干燥，即A連接E，D連接C，然后加入乙烯的燃燒裝置甲，B連接F，吸收二氧化碳和水時，應該先吸收水分，再吸收二氧化碳，所以G連接H、I連接J，故正確的連接順序為：A→E→D→B→C→F→G→H→I→J，
故答案為：A；E；D；B；C；F；G；H；I；J；
（2）濃硫酸在反應中起催化劑和脫水劑作用，加熱液體混合物，為防暴沸，需加碎瓷片；
故答案為：催化劑和脫水劑；防暴沸；
（3）乙醇在濃硫酸催化作用下在反應過程中140℃時會反應生成乙醚副產(chǎn)物，乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發(fā)生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為炭，
故答案為：防止生成乙醚；濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為炭；
（4）乙烯和濃硫酸反應有副反應發(fā)生，所以要用丙除去乙烯中雜質氣體二氧化碳和二氧化硫，用乙干燥乙烯，故答案為：干燥乙烯；除去乙烯中的雜質氣體；
（5）分析裝置和作用可知，丁質量增加ag是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加bg為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，n（CO₂）=

bg

44g/mol

，n（H₂O）=

ag

18g/mol

，有機物中碳元素、氫元素的物質的量之比n（C）：n（H）=

bg

44g/mol

：

ag

18g/mol

×2=

9b

44a

，
故答案為：

9b

44a

；
（6）測定乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)比偏高說明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體，
A．乙烯中混有少量的乙醚（C₂H₅OC₂H₅），乙醚碳元素和氫元素之比2：5，小于乙烯中碳氫之比2：4，所以混有乙醚會使碳、氫原子的個數(shù)比偏低，故A不符合；
B．乙烯進入燃燒管時，含有少量的水蒸氣，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數(shù)之比小于2：4，所以混有水會使碳、氫原子的個數(shù)比偏低，故B不符合；
C．乙烯中混有少量的CO，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數(shù)之比大于2：4，所以混有一氧化碳會使碳、氫原子的個數(shù)比偏高，故C符合；
D．乙烯進入燃燒管時，含有少量的CO₂ ，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數(shù)之比大于2：4，所以混有二氧化碳會使碳、氫原子的個數(shù)比偏高，故D符合；
故答案為：CD；
（7）丁質量增加4.5g是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加8.8g為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，
n（CO₂）=

8.8g

44g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

5.4g

18g/mol

=0.3mol，有機物中碳元素、氫元素的物質的量之比n（C）：n（H）=0.2mol：0.6mol=1：3，
最簡式為CH₃，當分子式含2個碳時，碳已被氫飽和，故可直接得到烴的分子式為C₂H₆，故不需要其他數(shù)據(jù)．
故答案為：CH₃；當分子式含2個碳時，碳已被氫飽和，故可直接得到烴的分子式為C₂H₆，故不需要其他數(shù)據(jù)．

點評：本題考查了有機物分子式的確定及性質實驗分析判斷，把握燃燒法測定有機物組成方法及實驗原理是解題關鍵，題目難度中等．