Question

測定有機物中碳和氫的質量分數，常用燃燒分析法，在750°C左右使有機物在氧氣流中全部氧化成CO₂和H₂O；分別用裝有固體NaOH和Mg（ClO₄）₂的吸收管吸收CO₂和H₂O．某課外活動小組，設計利用如圖所示裝置取純凈的乙烯，并測定乙烯分子中碳、氫原子的個數比；甲為燃燒管，當乙烯和氧氣通過時，由于催化劑的存在而不會發生爆炸，乙烯被氧化成CO₂和H₂O．請回答下列問題：
（1）已知整套裝置的連接順序（按氣流方向從左到右填寫儀器的接口字母）：A接D，E接B，C接F，G接H，I接J…則丙裝置的作用

 

．丁裝置的作用

 

甲裝置中CuO的作用是

 

（2）燒瓶中發生反應的化學方程式是：

 

（3）實驗時應使燒瓶中溶液的溫度迅速升至170°C，原因是

 

；
（4）若測得的比值偏高，導致這種誤差的可能的原因是

 

．
A．乙烯中混有少量的乙醚（C₂H₅OC₂H₅）
B．乙烯進入燃燒管時，含有少量的水蒸氣
C．乙烯中混有少量的CO
D．乙烯進入燃燒管時，含有少量的CO₂
（5）若準確稱取0.90g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）經充分燃燒后，戊質量增加1.32g，丁質量增加0.54g，則該有機物的最簡式為

 

．

Answer 1

分析：（1）乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫氣體，所以裝置丙中的氫氧化鈉溶液是吸收除去生成的二氧化碳和二氧化硫氣體；依據題干信息可知Mg（ClO₄）₂是吸收H₂O，CuO的作用是使有機物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（2）燒瓶中是乙醇在濃硫酸做催化劑發生反應生成乙烯和水；
（3）反應過程中在140°C時會反應生成乙醚副產物；
（4）測定乙烯分子中碳、氫原子的個數比偏高說明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體分析判斷；
（5）分析裝置和作用可知，戊質量增加1.32g為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，丁質量增加0.54g是有機物燃燒生成的水的質量，依據元素守恒計算得到有機物的最簡式．

解答：解：（1）乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫氣體，所以裝置丙中的氫氧化鈉溶液是吸收除去生成的二氧化碳和二氧化硫氣體；依據題干信息可知Mg（ClO₄）₂是吸收H₂O，CuO的作用是使有機物更充分氧化生成CO₂和H₂O，
故答案為：吸收已中可能產生的CO₂，SO₂等酸性氣體；吸收乙烯反應后產生的水；使有機物更充分氧化生成CO₂和H₂O；
（2）燒瓶中是乙醇在濃硫酸做催化劑發生反應生成乙烯和水，反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH

濃硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH 

濃硫酸

170℃

 CH₂=CH₂↑+H₂O；
（3）乙醇在濃硫酸催化作用下在反應過程中140℃時會反應生成乙醚副產物，故答案為：防止生成乙醚等；
（4）測定乙烯分子中碳、氫原子的個數比偏高說明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體，
A．乙烯中混有少量的乙醚（C₂H₅OC₂H₅），乙醚碳元素和氫元素之比2：5，小于乙烯中碳氫之比2：4，所以混有乙醚會使碳、氫原子的個數比偏低，故A不符合；
B．乙烯進入燃燒管時，含有少量的水蒸氣，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數之比小于2：4，所以混有水會使碳、氫原子的個數比偏低，故B不符合；
C．乙烯中混有少量的CO，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數之比大于2：4，所以混有一氧化碳會使碳、氫原子的個數比偏高，故C符合；
D．乙烯進入燃燒管時，含有少量的CO₂ ，會使乙烯混合氣體中碳氫元素原子數之比大于2：4，所以混有二氧化碳會使碳、氫原子的個數比偏高，故D符合；
故答案為：CD；
（5）若準確稱取0.90g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）經充分燃燒后，戊質量增加1.32g有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，物質的量n（CO₂）=

1.32g

44g/mol

=0.03mol，丁質量增加0.54g是有機物燃燒生成的水的質量，物質的量n（H₂O）=

0.54g

18g/mol

=0.03mol，依據元素守恒可知有機物中氧元素物質的量n（O）=

0.90g-0.03mol×12g/mol-0.03mol×2×1g/mol

16g/mol

=0.03mol，有機物中碳元素，氫元素，氧元素物質的量之比n（C）：n（H）：n（O）=0.03：0.03×2：0.03=1：2：1，最簡式為CH₂O，
故答案為：CH₂O．

點評：本題考查了有機物分子式的確定及性質實驗分析判斷，把握燃燒法測定有機物組成方法及物質性質、反應條件是解題關鍵，題目難度中等．