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化学上常用燃烧法测定有机物的分子式,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,...

化学上常用燃烧法测定有机物的分子式,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。

实验探究小组称取一定质量的样品(只含CHO三种元素中的两种或三种),进行实验,通过测定产生的CO2和水的质量确定有机物的组成,请回答下列问题:

1C中浓硫酸的作用是除去氧气中的水蒸气,实验装置的连接顺序应是:___________(每种装置只用一次);

2)实验数据记录和处理

物理量实验序号

燃烧有机物的质量

实验前质量

实验后质量

实验前质量

实验后质量

1

m1

m2

m3

m4

m5

 

 

上表中①、②分别指哪个装置?____________ _____________

3)若实验准确称取4.4 g样品,经燃烧后测得产生CO28.8 g,水蒸气3.6g。要确定该有机物的分子式,还必须知道的数据是________

4)相同条件下,若该有机物蒸气对氢气的相对分子质量为22,且它的核磁共振氢谱上有两个峰,其强度比为3:1,试通过计算确定该有机物的结构简式___________,与该有机物相对分子质量相同的烃的一氯代物有_____种。

 

D→C→E→B→A B A 样品的摩尔质量 CH3CHO 2 【解析】 实验原理是通过测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量,来确定是否含氧及C、H、O的个数比,求出最简式;因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O)明确各装置的作用是解题的前提,A用来吸收二氧化碳,测定生成二氧化碳的质量,B用来吸收水,测定生成水的质量,C用于干燥通入E中的氧气、D用来制取反应所需的氧气、E是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品;根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2。 (1)D中生成的氧气中含有水蒸气,应先通过C中的浓硫酸干燥,在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品,生成二氧化碳和水,如有一氧化碳生成,则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳,然后分别通入B(吸收水)、A(吸收二氧化碳)中,根据产物的质量推断有机物的组成,则产生的氧气按从左到右流向,所选装置的连接顺序应是:D→C→E→B→A。 (2)根据分析可知,有机物燃烧生成水的质量用无水氯化钙的质量变化确定,生成二氧化碳的质量用碱石灰的质量变化确定,而碱石灰能够吸收水和二氧化碳,所以应该先用B无水氯化钙测定水的质量,然后用A碱石灰测定二氧化碳的质量,故①、②分别指的装置为B、A。 (3)根据燃烧规律,可以计算产物二氧化碳以及水的质量,进而计算碳原子和氢原子的数目,根据质量守恒,可以计算是否含有氧元素以及氧原子的数目,进而得到有机物的最简式,要确定分子式,需要再知道样品的摩尔质量。 (4)4.4g该有机物燃烧生成二氧化碳8.8g,二氧化碳的物质的量为:=0.2mol,则m(C)=12g/mol×0.2mol=2.4g。生成水3.6g,产生水的物质的量为=0.2mol,则m(H)=1g/mol×0.2mol×2=0.4g,由于m(C)+m(H)=2.4g+0.4g=2.8g<4.4g,则该有机物分子中一定含有氧元素,含有氧原子的物质的量为:=0.1mol。相同条件下,若该有机物蒸气对氢气的相对分子质量为22,则其相对分子质量为:2×22=44,4.4g该有机物的物质的量为:=0.1mol,该有机物分子中含有C、H、O原子数为:N(C)=0.2mol÷0.1mol=2、N(H)=0.4mol÷0.1mol=4、N(O)=0.1mol÷0.1mol=1,所以该有机物的分子式为:C2H4O;该有机物的核磁共振氢谱上有两个峰,即含有两种类型的氢原子,其强度比为3:1,即两种类型的氢原子数目之比是3:1,则该有机物的结构简式为:CH3CHO;该有机物的相对分子质量为44,根据商余法:44÷14=3…2,则与该有机物相对分子质量相同的烃为丙烷:C3H8,丙烷分子中含有2种等效氢原子,其一氯代物有2种。  
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考点分析:
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为测定碱式碳酸钴[COx(OH)y(CO3)z]的化学组成,研究性学习小组的同学设计了如图所示的装置进行实验探究。已知:碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。

1)按如图所示装置组装好仪器,并___________;称取3.65g样品置于硬质玻璃管内,加热,当乙装置中_______(填实验现象),停止加热;打开活塞a,缓缓通入空气数分钟,通入空气的目的是__________

2)某同学认为上述实验中存在一个缺陷,该缺陷是_________

3)通过正确实验测得乙、丙装置增重分别为0.36g0.88g,则该碱式碳酸钴的化学式为__________

4CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料(含少量FeAl等杂质)制取COCl2·6H2O的一种工艺如下:

已知:25℃时

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

CO(OH)2

Al(OH)3

开始沉淀(pH

2.3

7.5

7.6

3.4

完全沉淀(pH

4.1

9.7

9.2

5.2

 

①净化除杂时,加入H2O2发生反应的离子方程式为______________

②加入CoCO3pH5.27.6,则操作I获得的滤渣成分为_________

③加盐酸调整pH2~3的目的为___________

④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

 

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(1)将下列性质的编号,填入各小题后面对应的横线中:

A.脱水性;B.强酸性;C.氧化性;D.吸水性

将胆矾放入装有浓H2SO4的干燥器中,过一段时间胆矾变白色。 ______

在烧杯中放入蔗糖,滴入浓H2SO4变黑,并产生大量气体。 ______

在冷浓HNO3中放入铝片没明显现象. ______

用稀硫酸清洗金属表面的氧化物。 ______

(2)矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的.此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程.例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4],此反应的离子方程式为:2KAlSi3O8 +2 CO2 +7H2O = 2K+ + 2HCO3+ 4H2SiO3 + Al2Si2O5(OH)4,这个反应能够发生的原因是 ______

(3)为了验证木炭和浓H2SO4反应生成的CO2SO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:(每组只能选一次,不能重复选)

如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)______ ______ ______ ______ ______ ______

有怎样的实验现象才表明已检验出CO2 ______

 

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工业含铬废水的处理原理是将Cr2O72转化为Cr3+,再将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀。利用硫酸工业废气中的SO2处理含铬废水,既充分利用资源、以废治废,还能节约生产成本。

(1)工业上处理100L Cr2O72含量为108mg∙L-1的含铬废水,至少需要______L(标准状况) SO2

(2)已知:Ksp[Cr(OH)3]=1×10-30,室温下,除去被SO2还原所得溶液中的Cr3+(使其浓度小于1×10-6mol∙L-1),需调节溶液pH______

(3)三价铬Cr(III)与双氧水反应可用于合成铬黄(PbCrO4),控制其他条件不变,调节反应温度,考察反应温度对Cr(III)转化率的影响(如图所示),温度超过70℃时,Cr(III)转化率下降的原因是______

(4)光照下,草酸(H2C2O4)也能将Cr2O72转化为Cr3+,化学式为Al2Fe(SO4)4的某发盐(毛发状,在空气中能被氧化)对该反应具有催化作用,为确定一瓶久置发盐的化学成分,学习小组进行如下实验:

取一定质量的发盐样品溶于足量的稀硫酸中,将溶液分为两等份,其中一份与酸性KMnO4溶液充分反应(反应后MnO4被还原成Mn2+),消耗浓度为0.4000mol∙L-1KMnO4溶液20.00mL;往另一份溶液中加入足量稀氨水,在空气中微热并搅拌使之充分反应,待沉淀不再变化后过滤,将沉淀洗涤并充分灼烧后称量,得9.100g干燥固体粉末。通过计算与合理猜想,推测该久置发盐的可能化学组成(请给出计算过程与推测理由)_________

 

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氮化钙(Ca3N2)时一种重要的化学试剂,通常条件下为棕色易水解的固体。某小组在实验室制备氮化钙并测定其纯度,设计如下实验

Ⅰ.氮化钙的制备。

1)加热条件下,钙和氮气制备氮化钙的反应方程式为______

2)钙和氮气制备氮化钙的装置如下(夹持装置略去):

上述装置合理的连接顺序为______(按气流方向,用接口字母表示,装置不重复使用)。

3)按连接好的装置进行实验。

①实验步骤如下:检查装置气密性、加入药品:______ (请按正确顺序填入下列步骤的字母标号)。

a.点燃装置C处酒精灯,反应一段时间       

b.打开分液漏斗活塞

c.点燃装置A处酒精灯                     

d.熄灭装置A处酒精灯

e.熄灭装置C处酒精灯                    

f.关闭分液漏斗活塞

②装置B的作用为______

③装置C的硬质玻璃管中的现象为______

4)设计实验证明Ca3N2中混有钙单质:______

Ⅱ.测定氮化钙纯度

ⅰ称取4.0g反应后的固体,加入足量水,将生成的气体全部蒸出并通入100.00mL 1.00mol/L的盐酸中,充分反应后,将所得溶液稀释到200.00mL

ii.取20.00mL稀释后的溶液,用0.2mol/LNaOH标准溶液滴定过量的盐酸,到终点时消耗标准溶液25.00mL

5)所取固体中氮化钙的质量分数为______

 

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氰化钠是一种重要的基本化工原料,同时也是一种剧毒物质。一旦泄漏需要及时处理,一般可以通过喷洒双氧水或过硫酸钠(Na2S2O8)溶液来处理,以减轻环境污染。

Ⅰ.已知:氰化钠是一种白色结晶颗粒,化学式为NaCN,有剧毒,易溶于水,水溶液呈碱性,易水解生成氰化氢。

(1)请设计实验证明NC元素的非金属性强弱:________

(2)NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该反应的离子方程式是________

Ⅱ.工业制备过硫酸钠的反应原理如下:

主反应:(NH4)2S2O8 + 2NaOH Na2S2O8 + 2NH3 + 2H2O

副反应:3Na2S2O8 + 2NH3 + 6NaOH6Na2SO4 + N2 + 6H2O

某化学兴趣小组利用上述原理在实验室制备过硫酸钠,并检测用过硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水是否达标排放。

(实验一)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O8

(3)装置b的作用是________

(4)装置a中反应产生的气体需要持续通入装置c的原因是________

(5)上述装置中还需补充的实验仪器或装置有________填字母

A.温度计

B.洗气瓶

C.水浴装置

D.酒精灯

(实验二)测定用过硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。

已知:废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg∙L-1

②Ag+ + 2CN = [Ag(CN)2]Ag+ + I = AgI↓,AgI呈黄色,且CN优先与CN反应。实验如下:取100.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.00×10-4mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为1.50 mL

(6)滴定终点的现象是________

(7)处理后的废水中氰化钠的浓度为_______ mg∙L-1;处理后的废水是否达到排放标准?_______(”)

 

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