Question

【題目】測定有機物中碳和氫的質量分數(shù)，常用的方法是燃燒分析法，用氧化銅作催化劑，在750 ℃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和固體Mg(ClO4)2(高氯酸鎂)的吸收管吸收CO2和H2O。某課外活動小組，設計用下列裝置制取乙烯，并測定乙烯分子中碳、氫原子個數(shù)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(fā)生爆炸，乙烯將被氧化成CO2和H2O。

請回答下列問題：

(1)整套裝置的連接順序(按從左到右順序用字母填寫): ____接____，____接____，____接____，____接____，____接___.

(2)燒瓶中的試劑是濃H2SO4和酒精，其中濃H2SO4的作用是___________，在燒瓶中還要加少量碎瓷片，其作用是__________。

(3)實驗時應使燒瓶中溶液溫度迅速升至170 ℃，原因是____________________。實驗結束時，燒瓶中有黑色物質生成，其原因是__________。

(4)乙、丙裝置的作用分別是：乙：____________________；丙：_____________________。

(5)若實驗前后，丁增重a g，戊增重b g，則測得乙烯分子中C、H原子個數(shù)比為__________。

(6)若測得C/H值偏高，導致這種誤差的可能原因是（_____）

A．乙烯中混有少量乙醚(C2H5OC2H5)

B．乙烯進入燃燒管時，仍含有少量水蒸氣

C．乙烯中混有少量CO

D．乙烯進入燃燒管時，仍含有少量CO2

(7)若仍用上述裝置測定某烴A的化學式，經(jīng)測定丁增重4.5 g，戊增重8.8 g，則A的最簡式為__________；若要確定A的化學式，是否還需要其他數(shù)據(jù)(若需要，說明還需測定哪些數(shù)據(jù)；若不需要，說明其原因)？_______________________________。

Answer 1

【答案】A E D B C F G H I J 催化劑和脫水劑 防暴沸 防止生成乙醚 濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為炭 干燥乙烯 除去乙烯中的雜質氣體 CD CH3 當分子式含2個碳時，碳已被氫飽和，故可直接得到烴的分子式為C2H6，故不需要其他數(shù)據(jù)

【解析】

(1)根據(jù)先制取乙烯、除去乙烯中二氧化碳、二氧化硫并干燥乙烯、乙烯與氧氣反應、吸收燃燒生成水、吸收燃燒生成的二氧化碳的順序對該裝置進行排序；

(2)濃硫酸在反應中起催化劑和脫水劑作用，加熱液體混合物，為防暴沸，需加碎瓷片；

(3)反應過程中在140°C時會反應生成乙醚副產(chǎn)物；乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發(fā)生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為碳；

(4)乙烯和濃硫酸反應有副反應發(fā)生，所以要除去乙烯中雜質氣體并干燥乙烯；

(5)分析裝置和作用可知，丁質量增加ag是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加bg為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，依據(jù)元素守恒計算得到有機物的最簡式；

(6)測定乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)比偏高說明乙烯氣體中有含有碳元素的氣體分析判斷；
(7)分析裝置和作用可知，丁質量增加4.5g是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加8.8g為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，依據(jù)元素守恒計算得到有機物的最簡式；根據(jù)最簡式判斷碳是否被氫飽和。

(1)根據(jù)實驗原理可知，先從乙烯的發(fā)生裝置己出發(fā)，經(jīng)過裝置丙除去乙烯中混有的二氧化碳和二氧化硫，經(jīng)乙干燥，即A連接E，D連接C，然后加入乙烯的燃燒裝置甲，B連接F，吸收二氧化碳和水時，應該先吸收水分，再吸收二氧化碳，所以G連接H、I連接J，故正確的連接順序為：A→E→D→B→C→F→G→H→I→J，故答案為：A；E；D；B；C；F；G；H；I；J；

(2)濃硫酸在反應中起催化劑和脫水劑作用，加熱液體混合物，為防暴沸，需加碎瓷片；故答案為：催化劑和脫水劑；防暴沸；

(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(chǎn)物，乙醇在濃硫酸作用下加熱反應過程中發(fā)生副反應濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為炭，故答案為：防止生成乙醚；濃硫酸的脫水性使乙醇脫水為炭；

(4)乙烯和濃硫酸反應有副反應發(fā)生，所以要用丙除去乙烯中雜質氣體二氧化碳和二氧化硫，用乙干燥乙烯，故答案為：干燥乙烯；除去乙烯中的雜質氣體；

(5)分析裝置和作用可知，丁質量增加ag是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加bg為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，n(CO2)=，n(H2O)=，有機物中碳元素、氫元素的物質的量之比n(C)：n(H)= ：×2=，故答案為：；

(6)測定乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)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(shù)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(shù)之比小于2：4，所以混有水會使碳、氫原子的個數(shù)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(shù)之比大于2：4，所以混有一氧化碳會使碳、氫原子的個數(shù)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(shù)之比大于2：4，所以混有二氧化碳會使碳、氫原子的個數(shù)比偏高，故D符合；

故答案為：CD；

(7)丁質量增加4.5g是有機物燃燒生成的水的質量，戊質量增加8.8g為有機物燃燒生成的二氧化碳的質量，n(CO2)==0.2mol，n(H2O)==0.3mol，有機物中碳元素、氫元素的物質的量之比n(C)：n(H)=0.2mol：0.6mol=1：3，最簡式為CH3，當分子式含2個碳時，碳已被氫飽和，故可直接得到烴的分子式為C2H6，故不需要其他數(shù)據(jù)。故答案為：CH3；當分子式含2個碳時，碳已被氫飽和，故可直接得到烴的分子式為C2H6，故不需要其他數(shù)據(jù)。