Question

为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式，他们测得的在一定条件下的有关数据如下(图中的箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)：

甲方案：燃烧产物浓硫酸增重2.52 g碱石灰增重1.32g生成CO₂1.76 g

乙方案：燃烧产物碱石灰增重5.60 g固体减小0.64 g石灰水增重4g。试回答：

(1)甲、乙两方案中，你认为哪种方案能求出A的最简式_______？

(2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式_______。(要求写出计算过程)

(3)若要确定A的分子式，是否需要测定其它数据？并说明原因_______。

Answer

甲方案 CH4 不需要，因为最简式中H的含量已经达到最大，所以CH4即为A的分子式

【解析】根据浓硫酸只能吸收水蒸气，碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，结合质量守恒定律计算最简式，据此解答。

（1）方案甲中浓硫酸增重的质量就是生成物水的质量，即水是2.52g÷18g/mol＝0.14mol。碱石灰增重的质量是CO2的质量。剩余气体燃烧又生成CO2，所以CO2的总的质量是1.32g+1.76g＝3.08g，物质的量是3.08g÷44g/mol＝0.07mol。所以根据原子守恒可知烃分子中碳、氢原子的个数之比是0.07︰0.28＝1︰4，即最简式为CH4。由于碱石灰既能吸收二氧化碳，也能吸收水蒸气，因此在方案乙中只能计算出CO的质量，而生成物水和CO2的质量之和是5.60g，但无法计算每一种物质的质量，所以乙方案不能计算化合物的最简式，甲方案可以。

（2）根据以上分析可知A的最简式是CH4；

（3）由于1个碳原子最多结合4个氢原子，最简式中H的含量已经达到最大，所以CH4即为A的分子式，所以不需要其他数据。