Question

【题目】将某有机物样品3.0g通入足量的氧气后充分燃烧，在120℃条件下将燃烧后的气体通入足量的浓H2SO4中，浓H2SO4增重1.8g，然后将气体再通入足量的氢氧化钡溶液中，可得到沉淀19.7g（不考虑溶解的沉淀物），此时还有标准状况下的气体2.24L，该气体能用于抢救危重病人。实验测得该有机物蒸气的密度是相同条件下氦气的15倍。求该有机物的分子式和通入氧气的总体积（标准状况）？____________

Answer 1

【答案】4.48L

【解析】

实验测得同体积的该有机物蒸气与氦气的质量之比为15，可知该有机物的相对分子质量为15×4=60；3.0g有机物燃烧，燃烧后的气体通入足量的浓H2SO4中，浓H2SO4增重1.8g为水的质量；然后将气体再通入足量的氢氧化钡溶液中，可得到沉淀19.7g为BaCO3；结合碳元素和氢元素的质量之和判断是否存在氧元素，最后根据有机物的结构简式判断耗氧量；最后还剩余标准状况下的气体2.24L，该剩余气体可用于抢救危重病人，故剩余的气体为氧气，据此分析计算。

实验测得同体积的该有机物蒸气与氦气的质量之比为15，可知该有机物的相对分子质量为15×4=60；

3.0g有机物燃烧，燃烧后的气体通入足量的浓H2SO4中，浓H2SO4增重1.8g为水的质量，则水的物质的量n==0.1mol，0.1mol水中含有的0.2mol氢原子全部来自于此有机物，即3.0g有机物中含有的氢原子的物质的量为0.2mol，质量m=nM=0.2mol×1g/mol=0.2g；

然后将气体再通入足量的氢氧化钡溶液中，可知得到沉淀19.7g为BaCO3，n(BaCO3)==0.1mol，生成0.1molBaCO3沉淀需要的0.1molCO2中含0.1molC原子全部来自于此有机物，则3.0g有机物中的碳原子的物质的量为0.1mol，质量m=nM=0.1mol×12g/mol=1.2g；

由于(0.2g+1.2g)＜3.0g，故有机物中还含氧原子，且含有的氧原子的质量m=3.0g-0.2g-1.2g=1.6g，氧原子的物质的量n==0.1mol；

故此有机物中C、H、O原子个数之比为为0.1∶0.2∶0.1=1∶2∶1，即此有机物的最简式为CH2O，设有机物的分子式为(CH2O)n，根据其相对分子质量为60，可知有：30n=60，即可解得n=2，即有机物分子式为C2H4O2；

3.0gC2H4O2的物质的量n==0.05mol，设燃烧时的耗氧量为Xmol，根据C2H4O2～2O2可知X=0.1mol，则消耗掉的氧气在标况下的体积V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，由于最后还剩余标准状况下的气体2.24L，该剩余气体可用于抢救危重病人，故剩余的气体也为氧气，故通入的氧气的总体积V总=2.24L+2.24L=4.48L，故答案为：4.48L。