Question

某實驗小組用燃燒分析法測定某有機物中碳和氫等元素的含量，隨后又對其進行了性質探究。將已稱量的樣品置于氧氣流中，用氧化銅作催化劑，在高溫條件下樣品全部被氧化為水和二氧化碳，然后分別測定生成的水和二氧化碳。實驗可能用到的裝置如下圖所示，其中A、D裝置可以重復使用。

請回答下列問題：
（1）請按氣體流向連接實驗裝置B→        →C→A→D→        （用裝置編號填寫）。
（2）B裝置中制O₂時所用的藥品是                                            。實驗中，開始對C裝置加熱之前，要通一段時間的氧氣，目的是                                    ；停止加熱后，也要再通一段時間的氧氣，目的是                                   .。
（3）已知取2.3g的樣品X進行上述實驗，經測定A裝置增重2.7g，D裝置增重4.4g。試推算出X物質的實驗式                          。
（4）該小組同學進一步實驗測得：2.3g的 X與過量金屬鈉反應可放出560mLH₂（已換算成標準狀況下），且已知X分子只含一個官能團。查閱資料后，學生們又進行了性質探究實驗：實驗一：X在一定條件下可催化氧化最終生成有機物Y；實驗二：X與Y在濃硫酸加熱條件下生成有機物Z。則：①寫出實驗二中反應的化學方程式                                      。
② 除去Z中混有的Y所需的試劑和主要儀器是             、             。
（5）若已知室溫下2.3g液態X在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時可放出68.35kJ的熱量，寫出X在氧氣中燃燒的熱化學方程式                                         。

Answer 1

（1）A；  D；（2）H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；趕出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等；將燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣徹底排出，并完全吸收；（3）C₂H₆O；
（4）① CH₃COOH + C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅ + H₂O
② 飽和Na₂CO₃溶液、分液漏斗
（5）C₂H₅OH(l)+3O₂(g) =2CO₂(g)+3H₂O(l)；△H="-1367" kJ/mol

試題分析：（1）根據實驗的目的、原理及裝置的作用確定裝置的連接次序；本實驗為燃燒法確定有機物的組成。實驗過程中，為保持測定結果的準確性，必須防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾。裝置B為氧氣的發生裝置，制得的氧氣中含有水蒸氣，必須除去，應連接裝有濃硫酸的洗氣瓶，然后連接裝置C，發生主體反應，再用裝有濃硫酸的洗氣瓶吸收水蒸氣，用裝有堿石灰的U形管吸收二氧化碳，最后再用裝有堿石灰的U形管防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾，按氣體流向連接實驗裝置B→A →C→A→D→D；（2）B裝置為固液不加熱制氣體的發生裝置，用該裝置制O₂時所用的藥品是H₂O₂和MnO₂或Na₂O₂和H₂O；實驗中，為保持測定結果的準確性，必須防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾，則開始對C裝置加熱之前，要通一段時間的氧氣，目的是趕出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等；停止加熱后，也要再通一段時間的氧氣，目的是將燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣徹底排出，并完全吸收；（3）根據題意知，A裝置增重的2.7g為生成水的質量，物質的量為0.15 mol ，則有機物中氫原子的物質的量為0.3mol，氫元素質量為0.3g；D裝置增重的4.4g為二氧化碳的質量，物質的量為0.1mol，則有機物中碳原子的物質的量為0.1mol，碳元素質量為1.2g；則有機物中一定含有氧元素。氧元素質量為：m(O)=2.3－1.2－0.3=0.8g，氧原子的物質的量為0.05mol，所以實驗式為：C_2­H₆O；（4）根據X的實驗式及題給信息判斷，X為乙醇，Y為乙酸，Z為乙酸乙酯。①實驗二中的反應為乙酸和乙醇的酯化反應，化學方程式CH₃COOH + C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅ + H₂O；② 除去乙酸乙酯中混有的乙酸所需的試劑為飽和Na₂CO₃溶液，方法為分液，用到的主要儀器是分液漏斗；（5）根據題給信息寫出乙醇燃燒的熱化學方程式為C₂H₅OH(l)+3O₂(g) =2CO₂(g)+3H₂O(l)；△H="-1367" kJ/mol。