Question

9．通常用燃燒的方法測定有機物的分子式，可在燃燒室內將有機物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒，根據產品的質量確定有機物的組成．如圖所示的是用燃燒法確定有機物分子式的常用裝置．現準確稱取一定量某烴樣品，經燃燒后A管增重2.2g，B管增重1.08g．請回答：
（1）按上述所給的測量信息，裝置的連接順序應是：DCFBA．
（2）C管中濃硫酸的作用是吸收0₂中的水．
（3）該有機物在純氧中充分燃燒的化學方程式為C₅H₁₂+8O₂$\stackrel{點燃}{→}$5CO₂+6H₂O（有機物用分子式表示）．
（4）若該有機物分子中含有4個甲基，則該有機物的結構簡式為C（CH₃）₄．

Answer 1

分析 （1）實驗原理是測定一定質量的有機物完全燃燒時生成CO₂和H₂O的質量，來確定是否含氧及C、H、O的個數比，求出最簡式；因此生成O₂后必須除雜（主要是除H₂O）明確各裝置的作用是解題的前提，A用來吸收二氧化碳，測定生成二氧化碳的質量，B用來吸收水，測定生成水的質量，C用于干燥通入F中的氧氣、D用來制取反應所需的氧氣、F是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內樣品，據此判斷所選用的各導管口連接的順序；
（2）濃硫酸可以吸收氧氣的中的水分，避免影響測定結果；
（3）確定物質的化學式可借助元素的質量守恒進行解答，烷烴完全燃燒生成二氧化碳和水，依據元素守恒配平即可；
（4）總共5個碳，含有四個甲基，應為2，2-二甲基丙烷，據此書寫即可．

解答 解：（1）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時用純氧氧化管內樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進一步反應生成二氧化碳，然后分別通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根據產物的質量推斷有機物的組成，則產生的氧氣按從左到右流向，所選置的連接順序應是：D→C→F→B→A，故答案為：CFBA；
（2）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應先通過C中的濃硫酸干燥，以免影響實驗結果，故答案為：吸收0₂中的水；
（3）A管質量增加2.2g為二氧化碳的質量，n（CO₂）=2.2g÷44g．mol^-1=0.05mol，n（C）=n（CO₂）=0.05mol，
B管質量增加1.08g是水的質量，n（H₂O）=1.08g÷18g．mol^-1=0.6mol，n（H）=2n（H₂O）=1.2mol，此有機物為烴，故只含有C和H兩種元素，且個數比為：0.05：1.2=5：12，故可以確定為戊烷（C₅H₁₂），戊烷燃燒生成二氧化碳和水，化學反應方程式為：C₅H₁₂+8O₂$\stackrel{點燃}{→}$5CO₂+6H₂O，故答案為：C₅H₁₂+8O₂$\stackrel{點燃}{→}$5CO₂+6H₂O；
（4）戊烷分子式為：C₅H₁₂，該有機物分子中含有4個甲基，故為2，2-二甲基丙烷，結構簡式為：C（CH₃）₄，故答案為：C（CH₃）₄．

點評 本題考查有機物組成的測定、物質性質實驗方案的設計，題目難度中等，把握實驗的原理和方法、明確實驗操作目的是解答該題的關鍵，注意掌握質量守恒定律在確定有機物分子式中的應用，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．