Question

某研究性学习小组要鉴定和研究苯甲酸的结构和性质，现有苯甲酸的粗品，实验步骤如下：
（1）第一步必须进行的操作名称是：

 

．
（2）化学组成分析：
①定性分析（证明苯甲酸中含有C、H元素）：取一定量的苯甲酸，在密闭容器中与氧气充分燃烧，然后将燃烧产物依次通入

 

和

 

．
②定量分析（确定苯甲酸中C、H元素的质量分数）：取一定量的苯甲酸，在密闭容器中与氧气充分燃烧，然后将燃烧产物依次通入

 

和

 

．
③通过计算证明苯甲酸中是否有氧元素，并确定其质量分数．
④测定苯甲酸的相对分子质量．
（3）波谱分析法鉴定分子结构
①通过

 

可获得苯甲酸分子中含有何种化学键或官能团的信息（写方法名称）．
②从核磁共振氢谱上可判定苯甲酸分子中有

 

种不同类型的氢原子及它们的数目比为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）研究苯甲酸的结构和性质，首先是对苯甲酸的粗品分离提纯；
（2）①证明有机物质的C、H元素的存在，可以证明其燃烧产物含有水和二氧化碳即可；
②证明有机物质的C、H原子的物质的量，要确定水以及二氧化碳的质量，根据元素守恒得到C、H原子的物质的量；
（3）①可以根据红外光谱确定有机物中的化学键或是官能团；
②有机物中含有几种类型的等效氢原子，核磁共振氢谱上就含有几组峰，峰面积之比等于原子的个数之比，据此回答．

解答： 解：（1）研究苯甲酸的结构和性质，首先是对苯甲酸的粗品分离提纯，可以采用重结晶法，故答案为：重结晶；
（2）①证明苯甲酸中含有C、H元素，证明其燃烧产物含有水和二氧化碳即可，水的检验有无水硫酸铜，二氧化碳的检验用澄清石灰水，故答案为：无水硫酸铜；澄清石灰水；
②确定苯甲酸中C、H元素的质量分数，要确定水以及二氧化碳的质量，根据元素守恒得到，水的质量就是浓硫酸的增重量，二氧化碳的质量就是碱石灰的增重量，先是通过浓硫酸，再通过碱石灰，故答案为：浓硫酸；碱石灰；
（3）①可以根据红外光谱确定有机物中的化学键或是官能团，故答案为：红外光谱；
②有机物中含有几种类型的等效氢原子，核磁共振氢谱上就含有几组峰，峰面积之比等于原子的个数之比，苯甲酸C₆H₅COOH中含有4种等效氢原子，个数之比是1：1：2：1，故答案为：4；1：1：2：1．

点评：本题以苯甲酸的性质和结构考查为载体，设计实验方案的设计和探究等知识，属于综合知识的考查，难度较大．