Question

18．為了測定有機物A的分子式，取4.48克A置于一密閉容器中燃燒，定性實驗表明燃燒產物是CO₂、CO和水蒸氣．學生甲、乙設計了兩個方案，均認為根據自己的方案能求出A的最簡式，他們測得的有關數據如下（箭頭表示氣流的方向，實驗前系統內的空氣已經排盡）
甲：燃燒產物$\stackrel{堿石灰}{→}$增重11.20g$\stackrel{灼熱的CuO}{→}$增重1.28g$\stackrel{澄清石灰水}{→}$增重8.00g
乙：燃燒產物$\stackrel{濃硫酸}{→}$ 濃硫酸增重5.04g$\stackrel{堿石灰}{→}$堿石灰增重2.64g$\stackrel{點燃}{→}$生成CO₂3.52g
試回答下列問題：
①根據甲、乙兩方案，你認為乙（填“甲”或“乙”）能求出A的最簡式；
②請根據你選擇的方案，通過計算求出A的最簡式為CH₄O
③若要確定A的分子式，否（填“是”或“否”）需要測定其它數據．

Answer 1

分析 ①甲中堿石灰吸收水和二氧化碳，CO還原CuO得到二氧化碳，但不能根據堿石灰增加的質量計算出C、H原子個數比；乙中濃硫酸吸收的是水、堿石灰吸收的是二氧化碳，最終CO燃燒生成二氧化碳，可以根據二者計算H、C原子個數比；
②濃硫酸吸收水的物質的量=$\frac{5.04g}{18g/mol}$=0.28mol，堿石灰吸收二氧化碳的物質的量=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，CO燃燒生成二氧化碳物質的量=$\frac{3.52g}{44g/mol}$=0.08mol，根據質量守恒定律可確定該有機物分子中含有的O原子的質量、物質的量，從而可確定其最簡式；
③根據C、H原子個數比及狀態判斷物質；C、H原子個數被1：4，每個C原子最多形成4個C-H鍵．

解答 解：①甲中堿石灰吸收水和二氧化碳，剩余的CO還原CuO得到二氧化碳，但不能根據堿石灰增加的質量計算出C、H原子個數比，所以乙不能確定該物質的最簡式；
則甲可以求出A的最簡式、乙不能求出A的最簡式；
乙中濃硫酸吸收的是水、堿石灰吸收的是二氧化碳，最終CO燃燒生成二氧化碳，可以根據水的物質的量、二氧化碳的物質的量計算H、C原子個數比，從而確定該物質化學式，
根據分析可知，能夠確定A的最簡式的為乙，
故答案為：乙；
②濃硫酸吸收水的物質的量=$\frac{5.04g}{18g/mol}$=0.28mol，堿石灰吸收二氧化碳的物質的量=$\frac{2.64g}{44g/mol}$=0.06mol，CO燃燒生成二氧化碳物質的量=$\frac{3.52g}{44g/mol}$=0.08mol，
該有機物分子中含有C、H原子的總質量為：1g/mol×0.28mol×2+12g/mol×（0.06+0.08）mol=2.24g＜4.48g，說明該有機物分子中含有氧元素，含有氧原子的物質的量為：$\frac{4.48g-2.24g}{16g/mol}$=0.14mol，所以該有機物分子中C、H、O原子數之比為：0.14mol：0.056mol：0.14mol=1：4：1，該有機物最簡式為：CH₄O，
故答案為：CH₄O；
③其最簡式為CH₄O，C、H原子個數被1：4，每個C原子最多形成4個C-H鍵，最簡式中，H的含量已經達到最大值，所以不用測定其它數據，
故答案為：否．

點評 本題考查了有機物分子式的確定，題目難度中等，正確分析實驗方案為解答關鍵，注意掌握守恒思想在確定有機物分子式中的應用方法，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．