Question

17．圖1裝置是用燃燒法確定有機(jī)物分子式常用的裝置．

已知產(chǎn)生的O₂按從左到右的流向，所選裝置各導(dǎo)管的正確連接順序是g→f→e→h→i→c→d→a→b→f．
（1）C裝置中濃硫酸的作用是吸收水分干燥氧氣．
（2）D裝置中MnO₂的作用是作催化劑加快產(chǎn)生O₂的速率．
（3）燃燒管中CuO的作用是把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂．
（4）若實(shí)驗(yàn)中所取樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種，準(zhǔn)確稱取0.92g樣品，經(jīng)充分反應(yīng)后，A管質(zhì)量增加1.76g，B管質(zhì)量增加1.08g，則該樣品的化學(xué)式為C₂H₆O．
（5）若該物質(zhì)的核磁共振氫譜如圖2所示，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂OH，該有機(jī)物的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OCH₃．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）實(shí)驗(yàn)原理是測(cè)定一定質(zhì)量的有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個(gè)數(shù)比，求出最簡(jiǎn)式，再結(jié)合有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量確定分子式．D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應(yīng)先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時(shí)用純氧氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進(jìn)一步反應(yīng)生成二氧化碳，然后分別通入B吸收水，測(cè)定生成水的質(zhì)量，通過A吸收二氧化碳，測(cè)定生成二氧化碳的質(zhì)量；
（4）計(jì)算水、二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算O元素質(zhì)量，再根據(jù)原子守恒確定有機(jī)物的最簡(jiǎn)式，若最簡(jiǎn)式中H原子已經(jīng)飽和碳的四價(jià)結(jié)構(gòu)，則最簡(jiǎn)式即為分子式，否則還要知道該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，才能確定分子式；
（5）該物質(zhì)的核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰，故有機(jī)物分子中有3種H原子，結(jié)合分子式確定其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，書寫可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：實(shí)驗(yàn)原理是測(cè)定一定質(zhì)量的有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個(gè)數(shù)比，求出最簡(jiǎn)式，再結(jié)合有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量確定分子式．D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應(yīng)先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時(shí)用純氧氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進(jìn)一步反應(yīng)生成二氧化碳，然后分別通入B吸收水，測(cè)定生成水的質(zhì)量，通過A吸收二氧化碳，測(cè)定生成二氧化碳的質(zhì)量．
（1）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應(yīng)先通過C中的濃硫酸干燥，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，
故答案為：吸收水分干燥氧氣；
（2）MnO₂為分解制備氧氣的催化劑，
故答案為：作催化劑加快產(chǎn)生O₂的速率；
（3）一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)可知，CuO的作用是把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂；
故答案為：把有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂；
（4）水的物質(zhì)的量=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol、二氧化碳的物質(zhì)的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，則m（C）+m（H）=0.04mol×12g+0.06mol×2×1g/mol=0.6g＜0.92g，故有機(jī)物含有O元素，m（O）=0.92g-0.6g=0.32g，則n（O）=$\frac{0.32g}{16g/mol}$=0.02mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.04：0.12：0.02=2：6：1，該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式是C₂H₆O，由于2個(gè)C原子最多結(jié)合6個(gè)H原子，故分子式為C₂H₆O，
故答案為：C₂H₆O；
（5）該有機(jī)物分子式為C₂H₆O，該物質(zhì)的核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰，故有機(jī)物分子中有3種H原子，所以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₃CH₂OH，該有機(jī)物的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OCH₃，
故答案為：CH₃CH₂OH；CH₃OCH₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的分子式的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，題目難度中等，關(guān)鍵在于清楚實(shí)驗(yàn)的原理，掌握燃燒法利用元素守恒確定實(shí)驗(yàn)式的方法．