第六节 有机物的初步知识
例1:某气体X是氢气、一氧化碳、甲烷中的一种气体或几种气体的混合气。点燃该气体后,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯内壁有无色液滴出现(此无色液滴能使无水硫酸铜变蓝),再向烧杯中注入少量澄清的石灰水,振荡,石灰水变浑浊。根据上述实验现象判断,气体X的成分可能是什么?用化学式将答案填在下表内((1)至(5)为可能的组合)
可能的组成 |
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(1) |
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(5) |
选题目的:培养学生的推理能力和发散思维能力。
思路分析:混合气体燃烧后的产物无色液滴能使无水硫酸铜变蓝,说明有水生成。再向烧杯中注入少量澄清的石灰水,振荡,石灰水变浑浊,说明产物中有二氧化碳生成。通过检验生成物来确认混合气体的组成。
解答:混合气体燃烧后的产物是二氧化碳和水,则证明混合气体中一定含有碳元素和氢元素。
因为 2H2+O2 2H2O;
2CO+O2 2CO2
CH4+2O2 2H2O+CO2
即无论H2、CO、CH4混合气体如何混合,只要混合气体中含有碳元素和氢元素,燃烧后就会生产二氧化碳和水。
混合气体的可能组成为:(1)CH4 (2)CO 、H2 (3)H2、、CH4(4)CO 、CH4(5)H2、CH4、CO
启示:燃烧一种物质,如果产物只有水和二氧化碳,则证明燃烧物组成中一定含有C、H两种元素,但不能确认是否含有氧元素。
例2:某有机化合物2.2克在氧气中充分燃烧,将生成物依次通入盛有浓硫酸和石灰水的洗气瓶中,实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6克,盛有石灰水的洗气瓶增重4.4克。则下列判断正确的是( )
A、 肯定含有碳、氢、氧三种元素
B、 肯定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
C、 肯定含有碳、氢元素,不含氧元素
D、 不可能同时含有碳、氢、氧三种元素
选题目的:本题考察学生由定量计算作为根据,对物质作定性判断的推理能力。同时对学生的计算技能和理解能力也做了考察。
思路分析:浓硫酸的作用是干燥剂,能够吸收水蒸汽,浓硫酸的洗气瓶增重3.6克,说明有机化合物燃烧生成水3.6克。盛有石灰水的洗气瓶增重4.4克,说明有机化合物燃烧生成二氧化碳4.4克。则可推出该有机化合物中一定含有碳元素和氢元素,但不能确认是否含有氧元素。此有机化合物中是否有氧元素的确认,必须通过定量计算来解决。
根据质量守恒定律,参加反应的有机化合物和氧气的质量总和等于反应后生成的水和二氧化碳的质量总和。生成的水和二氧化碳中氢元素和碳元素的质量来源于有机化合物。若氢元素和碳元素的质量之和等于燃烧的有机化合物的质量,则一定没有氧元素;若氢元素和碳元素的质量之和小于燃烧的有机化合物的质量,则一定含有氧元素。
计算过程:(1)求4.4克二氧化碳中碳元素的质量m
m=4.4 克×(12/44)=1.2克
(2)求3.6克水中氢元素的质量n
n=3.6克×(1×2/18)=0.4克
(3)氢元素和碳元素的质量之和为m+n=1.2克+0.4克=1.6克
比较:有机化合物的质量2.2克大于1.6克
则该有机化合物中一定含有氧元素。
解答:A、肯定含有碳、氢、氧三种元素
启示:燃烧一种物质,如果产物只有水和二氧化碳,则证明燃烧物组成中一定含有C、H两种元素,但不能确认是否含有氧元素。可通过定量计算来确认是否含有氧元素。
例3:现有氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮气和空气七种气体,如何加以鉴别?
【解析】这是一道鉴别题,解答鉴别题的依据是物质的物理性质或化学性质的差异。
首先考虑所要区别的几种物质的物理性质是否有差异,如颜色、气味等,能用物理性质区别的,最好选用物理方法。
如用化学方法,所选用的鉴别试剂和被鉴别的物质部分或全部发生反应后,产生的现象要明显不同,还要求所选择的方法操作简便可行。
在实验中要注意物质的鉴别顺序和加入试剂的顺序。鉴别顺序正确可减少实验步骤,加入试剂顺序正确会防止产生干扰。
若为简答题,解答要清楚,一般顺序为:先叙述操作步骤,再叙述实验现象,最后下结论。
答案:此题可根据下列图示所列方法加以鉴别。
例4:4克甲烷完全燃烧,将生成的气体通入足量的石灰水中,得到多少克沉淀?
【解析】本题是根据化学方程式的计算题,先计算出4克甲烷燃烧生成二氧化碳的质量,再根据二氧化碳的质量,计算生成碳酸钙的质量,但这种方法步骤多、较麻烦。
此题可以利用“关系式”法进行计算。所谓“关系式”法就是首先找出题目中包含的所有化学反应,写出完整、配平的化学方程式;根据各步反应中相关物质化学式前面系数找出已知量与未知量之间的关系。具体到本题就是写出甲烷燃烧和二氧化碳与石灰水反应的化学方程式,找出甲烷与最后生成的碳酸钙之间的关系。进行计算。这种方法只需进行一次计算,较为简单。
答案:设生成沉淀的质量为x
得出:
16 100
4克 x
答:略。