Question

用某种羧酸的结晶水合物晶体A进行实验：

①6.3 g晶体在一定条件下完全分解，生成2.2 gCO₂、1.4 g CO和2.7 g水。

②中和0.252 g物质A的晶体，消耗20 mL 0.2 mol·L^-1 NaOH溶液。

③0.005 mol 物质A完全转化为羧酸乙酯，需乙醇0.46 g。

试求：

(1)物质A的摩尔质量、实验式和分子式。

(2)A的无水物的结构简式、实验式和俗名。

Answer 1

(1)A的摩尔质量为126 g·mol^-1；实验式为CH₃O₃；分子式为C₂H₆O₆。

(2)A的无水物为草酸，即乙二酸，结构简式为，实验式为CHO₂。

解析：题文②③两个条件的目的是求A属n元酸，可根据A与碱反应的物质的量比、A与乙醇酯化的物质的量比求知，比例为1∶n，即为n元酸。

本题并不复杂，主要是理解题文，依据每个条件求解。

(1)根据①求出晶体中C、H、O的原子数比：

m(C)=()×12g·mol^-1=1.2 g

m(H)=×2 g·mol^-1=0.3 g

m(O)=6.3 g-(1.2 g+0.3 g)=4.8 g

则n(C)∶n(H)∶n(O)==1∶3∶3

晶体的实验式为CH₃O₃。

(2)根据③求酸的元数(n)，即1 mol酸最多与乙醇反应的物质的量数：

1∶n=0.005∶(0.46÷46)=1∶2，n=2

(3)根据②求酸A的相对分子质量。二元酸的物质的量应是NaOH的物质的量的一半，即有

=0.002 mol，所以，A的摩尔质量为=126 g·mol^-1。

(4)求A分子式(CH₃O₃)_x。合并(1)(3)求解结论，即有(CH₃O₃)_x的相对分子质量为126，则x==2，则A分子式为C₂H₆O₆。

(5)根据题文隐含条件分析晶体和无水物的结构。

A是二元羧酸，无水物分子中仅含4个氧，另外两个氧原子为结晶水的氧，即含有两个结晶水。A为C₂H₂O₄·2H₂O(也可以用C_nH_2n-2O₄分析，C₂H₆O₆-C₂H₂O₄=2H₂O)。