Question

I．有機(jī)物組成的測(cè)定
化學(xué)上常用燃燒法確定有機(jī)物的組成，這種方法是在電爐加熱時(shí)用純O₂氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成，圖1所列裝置是用燃燒法確定有機(jī)物A的分子式常用的裝置．（每種裝置只用一次）


回答下列問題：
（1）產(chǎn)生的O₂按從左到右流向，所選裝置各導(dǎo)管的連接順序是______（填接口代號(hào)）．
（2）C裝置中濃H₂SO₄的作用是______．
（3）D裝置中MnO₂的作用是______．
（4）燃燒管中CuO的作用是______．
（5）若準(zhǔn)確稱取1.50g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，A管質(zhì)量增加3.96g，B管質(zhì)量增加0.90g，則該有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式為______．
II．有機(jī)物結(jié)構(gòu)的確定
為進(jìn)一步確定上述有機(jī)物A的分子結(jié)構(gòu)，采用了下列幾種現(xiàn)代儀器進(jìn)行分析，結(jié)果如下：
方法一：經(jīng)質(zhì)譜法分析得知A的相對(duì)分子質(zhì)量為150．
方法二：核磁共振儀可以測(cè)出A的核磁共振氫譜有5個(gè)峰，其面積之比為1：2：2：2：3．
方法三：利用紅外光譜儀可測(cè)得A分子的紅外光譜如圖2所示．
已知：A分子中只含一個(gè)苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，且B的水解產(chǎn)物中含有乙醇．試回答下列問題：
（6）A的分子式為______．
（7）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______．

Answer 1

【答案】分析：明確各裝置的作用是解題的前提，A用來吸收二氧化碳、B用來吸收水、C用于干燥通入E中的氧氣、D用來制取反應(yīng)所需的氧氣、E是在電爐加熱時(shí)用純氧氣氧化管內(nèi)樣品；根據(jù)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；確定物質(zhì)的化學(xué)式可借助元素的質(zhì)量守恒進(jìn)行解答，據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮透餮b置的作用推知整套裝置為D→C→E→B→A，各導(dǎo)管接口順序?yàn)間→f，e→h，i→c，d→a．其中D為O₂發(fā)生裝置（MnO₂作催化劑），C中濃H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥純凈的O₂，E為有機(jī)物燃燒裝置，B中CaCl₂吸收反應(yīng)生成的H₂O，A中NaOH吸收反應(yīng)生成的CO₂根據(jù)原子守恒結(jié)合質(zhì)量守恒確定有機(jī)物的分子式，并根據(jù)性質(zhì)確定其最簡(jiǎn)式．
解答：解：據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮透餮b置的作用推知整套裝置為D→C→E→B→A，各導(dǎo)管接口順序?yàn)間→f，e→h，i→c，d→a．其中D為O₂發(fā)生裝置（MnO₂作催化劑），C中濃H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥純凈的O₂，E為有機(jī)物燃燒裝置，B中CaCl₂吸收反應(yīng)生成的H₂O．
（1）產(chǎn)生氧氣中含有水，應(yīng)經(jīng)過干燥后才可與有機(jī)物反應(yīng)，生成二氧化碳和水，用無水氯化鈣吸收水，用堿石灰吸水二氧化碳，整套裝置為D→C→E→B→A，各導(dǎo)管接口順序?yàn)間→f，e→h，i→c，d→a，
故答案為：g→f，e→h，i→c，d→a；
（2）C中濃H₂SO₄作用是吸收水分，得到干燥純凈的O₂，故答案為：吸收水分，得到干燥純凈的O₂；
（3）D為O₂發(fā)生裝置，雙氧水在二氧化錳作催化劑條件下反應(yīng)生成氧氣，故答案為：作催化劑，加快產(chǎn)生O₂的速率；
（4）本實(shí)驗(yàn)需測(cè)定有機(jī)物中碳元素、氫元素的質(zhì)量，原理是根據(jù)氫氧化鈉吸收的二氧化碳的質(zhì)量求碳元素的質(zhì)量，有機(jī)物燃燒時(shí)可能也產(chǎn)生一氧化碳，為了測(cè)定精確，要將有機(jī)物不完全燃燒產(chǎn)生的少量CO氧化成CO₂，氧化銅通過與一氧化碳反應(yīng)能保證有機(jī)物中的碳都轉(zhuǎn)化為CO₂，故答案為：使有機(jī)物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（5）A管質(zhì)量增加3.96克說明生成了3.96克二氧化碳，可得碳元素的質(zhì)量：3.96克××100%=1.08克
B管質(zhì)量增加0.90g說明生成了0.90g水，可得氫元素的質(zhì)量：0.90g××100%=0.1克
從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：1.50g-1.08g-0.1g=0.32克
設(shè)最簡(jiǎn)式為C_XH_YO_Z，則12X：Y：16Z=1.08：0.1：0.32   X：Y：Z=9：10：2  最簡(jiǎn)式為 C₉H₁₀O₂即分子式為：C₉H₁₀O₂，根據(jù)A分子中只含一個(gè)苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，且B的水解產(chǎn)物中含有乙醇，結(jié)合核磁共振氫譜圖可以得出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，故答案為：．
點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物組成的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，題目難度中等，本題注意把握實(shí)驗(yàn)原理和方法，特別是實(shí)驗(yàn)的目的和基本操作，為該題的主要測(cè)試點(diǎn)，學(xué)習(xí)中注意把握．