Question

測(cè)定有機(jī)物中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，常用燃燒分析法，在750°C左右使有機(jī)物在氧氣流中全部氧化成CO₂和H₂O；分別用裝有固體NaOH和Mg（ClO₄）₂的吸收管吸收CO₂和H₂O．某課外活動(dòng)小組，設(shè)計(jì)利用如圖所示裝置取純凈的乙烯，并測(cè)定乙烯分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比；甲為燃燒管，當(dāng)乙烯和氧氣通過(guò)時(shí)，由于催化劑的存在而不會(huì)發(fā)生爆炸，乙烯被氧化成CO₂和H₂O．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知整套裝置的連接順序（按氣流方向從左到右填寫(xiě)儀器的接口字母）：A接D，E接B，C接F，G接H，I接J…則丙裝置的作用

 

．丁裝置的作用

 

甲裝置中CuO的作用是

 

（2）燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使燒瓶中溶液的溫度迅速升至170°C，原因是

 

；
（4）若測(cè)得的比值偏高，導(dǎo)致這種誤差的可能的原因是

 

．
A．乙烯中混有少量的乙醚（C₂H₅OC₂H₅）
B．乙烯進(jìn)入燃燒管時(shí)，含有少量的水蒸氣
C．乙烯中混有少量的CO
D．乙烯進(jìn)入燃燒管時(shí)，含有少量的CO₂
（5）若準(zhǔn)確稱取0.90g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）經(jīng)充分燃燒后，戊質(zhì)量增加1.32g，丁質(zhì)量增加0.54g，則該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為

 

．

Answer 1

分析：（1）乙醇在濃硫酸作用下加熱反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生副反應(yīng)濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫氣體，所以裝置丙中的氫氧化鈉溶液是吸收除去生成的二氧化碳和二氧化硫氣體；依據(jù)題干信息可知Mg（ClO₄）₂是吸收H₂O，CuO的作用是使有機(jī)物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（2）燒瓶中是乙醇在濃硫酸做催化劑發(fā)生反應(yīng)生成乙烯和水；
（3）反應(yīng)過(guò)程中在140°C時(shí)會(huì)反應(yīng)生成乙醚副產(chǎn)物；
（4）測(cè)定乙烯分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏高說(shuō)明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體分析判斷；
（5）分析裝置和作用可知，戊質(zhì)量增加1.32g為有機(jī)物燃燒生成的二氧化碳的質(zhì)量，丁質(zhì)量增加0.54g是有機(jī)物燃燒生成的水的質(zhì)量，依據(jù)元素守恒計(jì)算得到有機(jī)物的最簡(jiǎn)式．

解答：解：（1）乙醇在濃硫酸作用下加熱反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生副反應(yīng)濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫氣體，所以裝置丙中的氫氧化鈉溶液是吸收除去生成的二氧化碳和二氧化硫氣體；依據(jù)題干信息可知Mg（ClO₄）₂是吸收H₂O，CuO的作用是使有機(jī)物更充分氧化生成CO₂和H₂O，
故答案為：吸收已中可能產(chǎn)生的CO₂，SO₂等酸性氣體；吸收乙烯反應(yīng)后產(chǎn)生的水；使有機(jī)物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（2）燒瓶中是乙醇在濃硫酸做催化劑發(fā)生反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH

濃硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH 

濃硫酸

170℃

 CH₂=CH₂↑+H₂O；
（3）乙醇在濃硫酸催化作用下在反應(yīng)過(guò)程中140℃時(shí)會(huì)反應(yīng)生成乙醚副產(chǎn)物，故答案為：防止生成乙醚等；
（4）測(cè)定乙烯分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏高說(shuō)明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體，
A．乙烯中混有少量的乙醚（C₂H₅OC₂H₅），乙醚碳元素和氫元素之比2：5，小于乙烯中碳?xì)渲��?：4，所以混有乙醚會(huì)使碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏低，故A不符合；
B．乙烯進(jìn)入燃燒管時(shí)，含有少量的水蒸氣，會(huì)使乙烯混合氣體中碳?xì)湓�素原子�?shù)之比小于2：4，所以混有水會(huì)使碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏低，故B不符合；
C．乙烯中混有少量的CO，會(huì)使乙烯混合氣體中碳?xì)湓�素原子�?shù)之比大于2：4，所以混有一氧化碳會(huì)使碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏高，故C符合；
D．乙烯進(jìn)入燃燒管時(shí)，含有少量的CO₂ ，會(huì)使乙烯混合氣體中碳?xì)湓�素原子�?shù)之比大于2：4，所以混有二氧化碳會(huì)使碳、氫原子的個(gè)數(shù)比偏高，故D符合；
故答案為：CD；
（5）若準(zhǔn)確稱取0.90g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）經(jīng)充分燃燒后，戊質(zhì)量增加1.32g有機(jī)物燃燒生成的二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量n（CO₂）=

1.32g

44g/mol

=0.03mol，丁質(zhì)量增加0.54g是有機(jī)物燃燒生成的水的質(zhì)量，物質(zhì)的量n（H₂O）=

0.54g

18g/mol

=0.03mol，依據(jù)元素守恒可知有機(jī)物中氧元素物質(zhì)的量n（O）=

0.90g-0.03mol×12g/mol-0.03mol×2×1g/mol

16g/mol

=0.03mol，有機(jī)物中碳元素，氫元素，氧元素物質(zhì)的量之比n（C）：n（H）：n（O）=0.03：0.03×2：0.03=1：2：1，最簡(jiǎn)式為CH₂O，
故答案為：CH₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有機(jī)物分子式的確定及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)分析判斷，把握燃燒法測(cè)定有機(jī)物組成方法及物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)條件是解題關(guān)鍵，題目難度中等．