Question

某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量，随后又对其进行了性质探究。将已称量的样品置于氧气流中，用氧化铜作催化剂，在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳，然后分别测定生成的水和二氧化碳。实验可能用到的装置如下图所示，其中A、D装置可以重复使用。

请回答下列问题：
（1）请按气体流向连接实验装置B→        →C→A→D→        （用装置编号填写）。
（2）B装置中制O₂时所用的药品是                                            。实验中，开始对C装置加热之前，要通一段时间的氧气，目的是                                    ；停止加热后，也要再通一段时间的氧气，目的是                                   .。
（3）已知取2.3g的样品X进行上述实验，经测定A装置增重2.7g，D装置增重4.4g。试推算出X物质的实验式                          。
（4）该小组同学进一步实验测得：2.3g的 X与过量金属钠反应可放出560mLH₂（已换算成标准状况下），且已知X分子只含一个官能团。查阅资料后，学生们又进行了性质探究实验：实验一：X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y；实验二：X与Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z。则：①写出实验二中反应的化学方程式                                      。
② 除去Z中混有的Y所需的试剂和主要仪器是             、             。
（5）若已知室温下2.3g液态X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出68.35kJ的热量，写出X在氧气中燃烧的热化学方程式                                         。

Answer 1

（1）A；  D；（2）H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；赶出装置中的二氧化碳和水蒸气等；将燃烧生成的二氧化碳和水蒸气彻底排出，并完全吸收；（3）C₂H₆O；
（4）① CH₃COOH + C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅ + H₂O
② 饱和Na₂CO₃溶液、分液漏斗
（5）C₂H₅OH(l)+3O₂(g) =2CO₂(g)+3H₂O(l)；△H="-1367" kJ/mol

试题分析：（1）根据实验的目的、原理及装置的作用确定装置的连接次序；本实验为燃烧法确定有机物的组成。实验过程中，为保持测定结果的准确性，必须防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰。装置B为氧气的发生装置，制得的氧气中含有水蒸气，必须除去，应连接装有浓硫酸的洗气瓶，然后连接装置C，发生主体反应，再用装有浓硫酸的洗气瓶吸收水蒸气，用装有碱石灰的U形管吸收二氧化碳，最后再用装有碱石灰的U形管防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰，按气体流向连接实验装置B→A →C→A→D→D；（2）B装置为固液不加热制气体的发生装置，用该装置制O₂时所用的药品是H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；实验中，为保持测定结果的准确性，必须防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰，则开始对C装置加热之前，要通一段时间的氧气，目的是赶出装置中的二氧化碳和水蒸气等；停止加热后，也要再通一段时间的氧气，目的是将燃烧生成的二氧化碳和水蒸气彻底排出，并完全吸收；（3）根据题意知，A装置增重的2.7g为生成水的质量，物质的量为0.15 mol ，则有机物中氢原子的物质的量为0.3mol，氢元素质量为0.3g；D装置增重的4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为0.1mol，则有机物中碳原子的物质的量为0.1mol，碳元素质量为1.2g；则有机物中一定含有氧元素。氧元素质量为：m(O)=2.3－1.2－0.3=0.8g，氧原子的物质的量为0.05mol，所以实验式为：C_2­H₆O；（4）根据X的实验式及题给信息判断，X为乙醇，Y为乙酸，Z为乙酸乙酯。①实验二中的反应为乙酸和乙醇的酯化反应，化学方程式CH₃COOH + C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅ + H₂O；② 除去乙酸乙酯中混有的乙酸所需的试剂为饱和Na₂CO₃溶液，方法为分液，用到的主要仪器是分液漏斗；（5）根据题给信息写出乙醇燃烧的热化学方程式为C₂H₅OH(l)+3O₂(g) =2CO₂(g)+3H₂O(l)；△H="-1367" kJ/mol。