Question

15．有机分子最简式的测定常采用燃烧法，其原理是电炉加热条件下用纯氧气氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成，其装置如图．

完成下列问题：
（1）烧瓶B中为黑色固体，则其中发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）铜网的作用是将可能产生的少量CO进一步氧化成CO₂．
（3）F中的试剂最好是碱石灰．
（4）装置G的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F中．
（5）在开始加热D之前，先打开夹子X，关闭夹子Y，通一段时间氧气．再关闭夹子X，打开夹子Y，然后开始加热，这样操作的目的是排除装置中的空气，防止空气中的CO₂和水蒸气对测定结果有影响．
（6）称取1.80 g某有机物固体（烃或烃的含氧衍生物），经上述方法测定，E管增重1.08 g，F管增重2.64 g，则该有机物的最简式为CH₂O．如果要确定有机物的分子式，还需测定的数据是该有机物的相对分子质量（或摩尔质量）．

Answer 1

分析 D为有机物固体，燃烧产物为CO₂和H₂O，E和F分别为吸收H₂O和CO₂的装置．因需纯O₂氧化有机物，则A、B中物质反应产生O₂，又B中为黑色固体，A中为液体，则发生反应：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．由其制得的O₂中混有水蒸气，由C除去，则C中盛浓H₂SO₄，又通过（5）排净装置中的空气，防止空气中的CO₂和水蒸气对测定结果有影响．G的作用是防止空气中的CO₂和H₂O进入F；
（1）AB为制备氧气的装置，B中为黑色固体，则为二氧化锰，其反应为二氧化锰催化双氧水分解；
（2）氧气与Cu反应生成氧化铜，氧化铜能把CO转化为CO₂；
（3）F的作用是吸收二氧化碳；
（4）空气中的二氧化碳和水进入F会产生误差；
（5）燃烧有机物前应该先排尽装置中的空气；
（6）根据生成的水、二氧化碳的量，利用元素守恒求出该有机物中的氧元素的量，再求出最简式；由最简式和相对分子质量可以求出分子式．

解答 解：D为有机物固体，燃烧产物为CO₂和H₂O，E和F分别为吸收H₂O和CO₂的装置．因需纯O₂氧化有机物，则A、B中物质反应产生O₂，又B中为黑色固体，A中为液体，则发生反应：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．由其制得的O₂中混有水蒸气，由C除去，则C中盛浓H₂SO₄，又通过（5）排净装置中的空气，防止空气中的CO₂和水蒸气对测定结果有影响．G的作用是防止空气中的CO₂和H₂O进入F．
（1）AB为制备氧气的装置，B中为黑色固体，则为二氧化锰，其反应为二氧化锰催化双氧水分解，其反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）在加热条件下，氧气与Cu反应生成氧化铜，氧化铜能把CO转化为CO₂，所以铜网的作用是将可能产生的少量CO进一步氧化成CO₂；
故答案为：将可能产生的少量CO进一步氧化成CO₂；
（3）E的作用是吸收水，F的作用是吸收二氧化碳，所以F中的药品为碱石灰，故答案为：碱石灰；
（4）空气中的二氧化碳和水进入F会产生误差，所以G装置的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F中，故答案为：防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F中；
（5）燃烧有机物前应该先排尽装置中的空气，所以在开始加热D之前，先打开夹子X，关闭夹子Y，通一段时间氧气，防止空气中的CO₂和水蒸气对测定结果有影响；
故答案为：排除装置中的空气，防止空气中的CO₂和水蒸气对测定结果有影响；
（6）E管吸收水1.08 g，则n（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol，F吸收CO₂ 2.64 g，则n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，
则该有机物中n（O）=$\frac{1.80g-0.06×2g-0.06×12g}{16g/mol}$=0.06mol，
则N（C）：N（H）：N（O）=1：2：1，最简式为CH₂O．
知道该有机物的最简式，若要求分子式还应该知道该有机物的相对分子质量（或摩尔质量）；
故答案为：CH₂O；该有机物的相对分子质量（或摩尔质量）．

点评 本题考查了有机物分子式的确定，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力，注意把握有机物分子式的确定方法．