Question

8．除化學(xué)上常用燃燒法確定有機(jī)物的組成．下圖裝置是用燃燒法確定有機(jī)物化學(xué)式常用的裝置，這種方法是在電爐加熱時(shí)用純氧氧化管內(nèi)樣品．根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成．
回答下列問(wèn)題：
（1）A裝置中分液漏斗盛放的物質(zhì)是H₂O₂或（H₂O），寫出A中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
（2）C裝置（燃燒管）中CuO的作用是把燃燒生成CO轉(zhuǎn)化為CO₂，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，要先通入氧氣一會(huì)兒，然后再加熱電爐，原因是排盡裝置中的空氣
（4）寫出E裝置中所盛放試劑的名稱堿石灰（或固體NaOH），它的作用是吸收燃燒生成的CO₂
（5）若將B裝置去掉會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成什么影響？將使測(cè)量數(shù)據(jù)中的氫元素含量增大．有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在E后再加一與E相同的裝置F，目的是防止空氣中的CO₂和水蒸汽進(jìn)入E裝置，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性
（6）若準(zhǔn)確稱取1.20g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）．經(jīng)充分燃燒后，E管質(zhì)量增加1.76g，D管質(zhì)量增加0.72g，則該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為CH₂O；，實(shí)驗(yàn)室通常通過(guò)質(zhì)譜法測(cè)出該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為90，且該化合物能發(fā)生自身酯化反應(yīng)，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為CH₃CHOHCOOH、CH₂OHCH₂COOH．

Answer 1

分析 用燃燒法測(cè)定有機(jī)物組成，A可用過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下生成氧氣（也可用過(guò)氧化鈉和水），經(jīng)B干燥后在C中與樣品反應(yīng)生成二氧化碳和水，C中CuO可將CO轉(zhuǎn)化為二氧化碳，避免實(shí)驗(yàn)誤差，D用于吸收水，E用于吸收二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求C元素的質(zhì)量，由水的質(zhì)量可求得H元素的質(zhì)量，結(jié)合有機(jī)物的質(zhì)量可求出O元素的質(zhì)量，由此即可確定有機(jī)物分子中C、H、O個(gè)數(shù)比，也就是確定了實(shí)驗(yàn)式，結(jié)合該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量可以確定有機(jī)物的分子式，以此解答該題．

解答 解：用燃燒法測(cè)定有機(jī)物組成，A可用過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下生成氧氣，經(jīng)B干燥后在C中與樣品反應(yīng)生成二氧化碳和水，C中CuO可將CO轉(zhuǎn)化為二氧化碳，避免實(shí)驗(yàn)誤差，D用于吸收水，E用于吸收二氧化碳，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求C元素的質(zhì)量，由水的質(zhì)量可求得H元素的質(zhì)量，結(jié)合有機(jī)物的質(zhì)量可求出O元素的質(zhì)量，由此即可確定有機(jī)物分子中C、H、O個(gè)數(shù)比，也就是確定了實(shí)驗(yàn)式，結(jié)合該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量可以確定有機(jī)物的分子式，
（1）裝置A是制備氧氣的，所以根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知A裝置中分液漏斗盛放的物質(zhì)是雙氧水或水，應(yīng)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案為：H₂O₂或（H₂O）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）由于有機(jī)物在燃燒過(guò)程中，有可能產(chǎn)生CO，所以C裝置（燃燒管）中CuO的作用是使有機(jī)物充分氧化生成CO₂和H₂O，
故答案為：CO轉(zhuǎn)化為CO₂，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確；
（3）裝內(nèi)有空氣，空氣中的二氧化碳會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差，為排盡裝置中的空氣，應(yīng)先通入氧氣，故答案為：排盡裝置中的空氣；
（4）由于有機(jī)物燃燒產(chǎn)生CO₂，所以E裝置的主要作用是吸收生成的CO₂，因此其中所盛放試劑是堿石灰或氫氧化鈉，
故答案為：堿石灰（或固體NaOH）； 吸收燃燒生成的CO₂；
（5）B裝置的作用是干燥氧氣，除去水蒸氣，所以若將B裝置去掉會(huì)造成測(cè)得有機(jī)物中含氫量增大，實(shí)驗(yàn)中，要避免空氣中的水以及二氧化碳干擾試驗(yàn)，應(yīng)該在E裝置后接一個(gè)充滿堿石灰的U形干燥管，
故答案為：將使測(cè)量數(shù)據(jù)中的氫元素含量增大；防止空氣中的CO₂和水蒸汽進(jìn)入E裝置，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；
（6）E管質(zhì)量增加1.76克說(shuō)明生成了1.76克二氧化碳，可得碳元素的質(zhì)量：1.76g×$\frac{12}{44}$×100%=0.48g，
D管質(zhì)量增加0.72克說(shuō)明生成了0.72克水，可得氫元素的質(zhì)量：0.72g×$\frac{2}{18}$×100%=0.08g，
從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：1.2-0.48-0.08=0.64g，
設(shè)最簡(jiǎn)式為C_XH_YO_Z，
12X：Y：16Z=0.48：：0.08：0.64
X：Y：Z=1：2：1，
最簡(jiǎn)式為 CH₂O，
可用質(zhì)譜測(cè)定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為90，則分子式為C₃H₆O₃，且該化合物能發(fā)生自身酯化反應(yīng)，說(shuō)明有機(jī)物含有羥基、羧基，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)為CH₃CHOHCOOH、CH₂OHCH₂COOH，
故答案為：CH₂O； 質(zhì)譜； CH₃CHOHCOOH、CH₂OHCH₂COOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物組成的測(cè)定，試題綜合性強(qiáng)，難易適中，貼近高考，主要是考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力．要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論．