Question

某研究性學習小組要鑒定和研究苯甲酸的結構和性質，現有苯甲酸的粗品，實驗步驟如下：
（1）第一步必須進行的操作名稱是：

 

．
（2）化學組成分析：
①定性分析（證明苯甲酸中含有C、H元素）：取一定量的苯甲酸，在密閉容器中與氧氣充分燃燒，然后將燃燒產物依次通入

 

和

 

．
②定量分析（確定苯甲酸中C、H元素的質量分數）：取一定量的苯甲酸，在密閉容器中與氧氣充分燃燒，然后將燃燒產物依次通入

 

和

 

．
③通過計算證明苯甲酸中是否有氧元素，并確定其質量分數．
④測定苯甲酸的相對分子質量．
（3）波譜分析法鑒定分子結構
①通過

 

可獲得苯甲酸分子中含有何種化學鍵或官能團的信息（寫方法名稱）．
②從核磁共振氫譜上可判定苯甲酸分子中有

 

種不同類型的氫原子及它們的數目比為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）研究苯甲酸的結構和性質，首先是對苯甲酸的粗品分離提純；
（2）①證明有機物質的C、H元素的存在，可以證明其燃燒產物含有水和二氧化碳即可；
②證明有機物質的C、H原子的物質的量，要確定水以及二氧化碳的質量，根據元素守恒得到C、H原子的物質的量；
（3）①可以根據紅外光譜確定有機物中的化學鍵或是官能團；
②有機物中含有幾種類型的等效氫原子，核磁共振氫譜上就含有幾組峰，峰面積之比等于原子的個數之比，據此回答．

解答： 解：（1）研究苯甲酸的結構和性質，首先是對苯甲酸的粗品分離提純，可以采用重結晶法，故答案為：重結晶；
（2）①證明苯甲酸中含有C、H元素，證明其燃燒產物含有水和二氧化碳即可，水的檢驗有無水硫酸銅，二氧化碳的檢驗用澄清石灰水，故答案為：無水硫酸銅；澄清石灰水；
②確定苯甲酸中C、H元素的質量分數，要確定水以及二氧化碳的質量，根據元素守恒得到，水的質量就是濃硫酸的增重量，二氧化碳的質量就是堿石灰的增重量，先是通過濃硫酸，再通過堿石灰，故答案為：濃硫酸；堿石灰；
（3）①可以根據紅外光譜確定有機物中的化學鍵或是官能團，故答案為：紅外光譜；
②有機物中含有幾種類型的等效氫原子，核磁共振氫譜上就含有幾組峰，峰面積之比等于原子的個數之比，苯甲酸C₆H₅COOH中含有4種等效氫原子，個數之比是1：1：2：1，故答案為：4；1：1：2：1．

點評：本題以苯甲酸的性質和結構考查為載體，設計實驗方案的設計和探究等知識，屬于綜合知識的考查，難度較大．