Question

某活动小组探究某无色晶体（纯净物）的组成．先测得相对分子质量为126；经元素分析可知：只含碳、氢、氧三种元素；该无色晶体受热能分解．然后设计了下列实验方案再对其进行定量分析：

【实验操作】
①检查装置的气密性；
②在相应的仪器中放入相应的试剂，并称量C、D、E的质量；
③先从a处通入足量的N₂，排尽装置中的空气；
④点燃B、E两处的酒精灯，缓缓加热样品，使之发生分解反应；
⑤当样品完全分解后，先熄灭B处的酒精灯，从a处缓缓通入足量的N₂，再熄灭E处酒精灯；
⑥冷至室温，拆下各仪器，并称量C、D、E的质量．
【实验现象】①E处有红色物质生成，F处有白色沉淀生成；
②由于实验条件控制得好，b处无可燃性气体放出．
请回答下列问题：
（1）该无色晶体受热分解的产物可能是

 

（2）仪器A的作用是

 

（3）操作③和⑤若是通入空气，其后果是

 

（合理即可）
（4）数据处理：
①实验记录的数据（各仪器中的吸收或反应都很完全）：

样品的质量	C装置增重	D装置增重	E装置减轻
12.6g	5.4g	4.4g	1.6g

②计算判断：样品（无色晶体）的分子式为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）从装置图可知，浓硫酸用来吸水水分，故浓硫酸增重说明有水生成，碱石灰吸收二氧化碳，故碱石灰增重说明有二氧化碳生成，E处有红色物质生成，F处有白色沉淀生成，说明有还原性气体一氧化碳生成；
（2）根据浓硫酸的性质和作用分析；
（3）根据实验现象推定反应后的气体中含有还原性气体，若通入空气，可能造成爆炸事故；空气中的成分可能被D装置吸收；
（4）C装置增重5.4g为水的质量，D装置增重4.4g为二氧化碳的质量，E装置减轻1.6g为氧化铜中氧的质量，据此可计算出一氧化碳的物质的量，根据质量守恒可样品中计算碳、氢的物质的量，根据样品质量可计算出氧的物质的量，进而算出原子个数比，由相对分子质量可计算分子式．

解答： 解：（1）从装置图可知，浓硫酸用来吸水水分，故浓硫酸增重说明有水生成，碱石灰吸收二氧化碳，故碱石灰增重说明有二氧化碳生成，E处有红色物质生成，F处有白色沉淀生成，说明有还原性气体一氧化碳生成，因此该无色晶体受热分解的产物可能是：CO、CO₂、H₂O；
故答案为：CO、CO₂、H₂O；
（2）浓硫酸具有吸水性，通入的氮气在A中被干燥，防止干扰产物水的测定，故答案为：除去N₂中的水蒸气；
（3）根据实验现象推定反应后的气体中含有还原性气体一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，若通入空气，可能造成爆炸事故；空气中的二氧化碳等气体可被D装置吸收，导致测定的质量偏大，
故答案为：根据实验现象推定反应后的气体中含有还原性气体，若通入空气，可能造成爆炸事故；使D装置中测定的质量偏大（答爆炸或有误差即可）；
（4）C装置增重5.4g为水的质量，物质的量：

5.4g

18g/mol

=0.3mol，n（H）=0.6mol，D装置增重4.4g为二氧化碳的质量，物质的量为：

4.4g

44g/mol

=0.1mol，n（C）=0.1mol，E装置减轻1.6g为氧化铜中氧的质量，物质的量为：

1.6g

16g/mol

=0.1mol，根据反应方程式：CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，可知一氧化碳的物质的量也为0.1mol，n（C）=0.1mol+0.1mol=0.2mol，样品中氧的质量为：12.6g-1g/mol×0.6mol-12g/mol×0.2mol=9.6g，物质的量为：n（O）=

9.6g

16g/mol

=0.6mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.2mol：0.6mol：0.6mol=1：3：3，实验式为：CH₃O₃，设分子式为：C_nH_3nO_3n，则12n+3n+48n=126，解得n=2，故该样品分子式为：C₂H₆O₆，
故答案为：C₂H₆O₆．

点评：本题考查了有机物分子式的确定，中等难度，注意从所给试剂和装置特点分析分解产物，根据数据计算分子式．