Question

5．化学上常用燃烧法确定有机物组成，这种方法是在电炉加热时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，图中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置．
完成下列问题：
（1）产生的氧气按从左到右流向，所选择的装置各导管的连接顺序是g、f、e、h、i、c（或d）、d（或c）、a（或b）、b（或a）；
（2）C装置中浓硫酸的作用是吸收水分，制备干燥纯净的氧气；
（3）D装置中发生反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）准确称取1.8g烃的含氧衍生物X的样品，经充分燃烧后，A管质量增加2.64g，B管质量增加1.08g，则该有机物的实验式是CH₂O．实验测得X的蒸气密度是同温同压下氢气密度的45倍，则X的分子式为C₃H₆O₃，1mol X分别与足量Na、NaHCO₃反应放出的气体在相同条件下的体积比为1：1，X可能的结构简式为HOCH₂CH₂COOH、CH₃CH（OH）COOH（写出一种即可）．

Answer 1

分析 实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO₂和H₂O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式．因此生成O₂后必须除杂（主要是除H₂O）明确各装置的作用是解题的前提，D用于制备氧气、C为干燥装置、D是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂，B用于吸收水，A吸收二氧化碳，确定物质的化学式可借助元素的质量守恒进行解答，以此解答该题．

解答 解：实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO₂和H₂O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式．因此生成O₂后必须除杂（主要是除H₂O）明确各装置的作用是解题的前提，D用于制备氧气、C为干燥装置、D是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品，根据一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂，B用于吸收水，A吸收二氧化碳，确定物质的化学式可借助元素的质量守恒进行解答．
（1）根据分析，产生的氧气从左到右流向，装置的连接顺序是DCEBA，其中浓硫酸的导管应长进短出，则连接顺序是g、f、e、h、i、c（或d）、d（或c）、a（或b）、b（或a），
故答案为：g、f、e、h、i、c（或d）、d（或c）、a（或b）、b（或a）；
（2）C装置的作用是干燥，吸收水分，制备干燥纯净的氧气，
故答案为：吸收水分，制备干燥纯净的氧气；
（3）D中是双氧水在二氧化锰作用下分解产生氧气，反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）D管质量增加2.64g克说明生成了2.64g，n（CO₂）=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，m（C）=0.06mol×12g/mol=0.72g；
E管质量增加1.08g，说明生成了1.08g的水，n（H₂O）=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol，m（H）=0.06mol×2×1g/mol=0.12g；
从而可推出含氧元素的质量为：1.8g-0.72g-0.12g=0.96g，n（O）=$\frac{0.96g}{16g/mol}$=0.06mol，
N（C）：N（H）：N（O）=0.06mol：0.12mol：0.06mol=1：2：1，
故该有机物的实验式为CH₂O，式量为30，
该有机物的相对分子质量为：45×2=90，设分子式为 C_nH_2nO_n，30n=90，解得n=3，故分子式为：C₃H₆O₃；
因 1molX分别与足量Na、NaHCO₃反应放出的气体在相同条件下的体积比为1：1，则含一个羟基和一个羧基，
故该有机物结构简式为：HOCH₂CH₂COOH、CH₃CH（OH）COOH；
故答案为：CH₂O；C₃H₆O₃；HOCH₂CH₂COOH、CH₃CH（OH）COOH．

点评 本题有机物的推断、物质的分子的测定，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，为高频考点，题目有利于培养学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．