Question

TMB是一种新型指纹检测的色原试剂，由碳、氢、氮三种元素组成，与氢气的相对分子质量之比为120。某研究性学习小组的同学欲利用下列仪器测定TMB的分子式。其主要过程为在足量氧气流中将4.80 g TMB样品氧化(氮元素转化为N₂)，再利用吸收剂分别吸收水蒸气和CO₂。请从图中选择适当的装置(装置符合气密性要求，加热装置等已略去，其他用品可自选)。

（1）将所选用的仪器(可重复选用)连接顺序由上到下依次填入下表，并写出该仪器中应加入的试剂的名称及作用。

选用的仪器	加入试剂	加入试剂的作用
C	H2O2溶液与MnO2	产生氧气
D	CuO粉末	将可能生成的CO转化为CO2

 
（2）实验后称得A及以后的装置(均用A装置并假设每次吸收均是完全的)质量依次增加3.60 g、14.08 g、0.14 g，则TMB的分子式为__________________________。

Answer 1

（1）（7分，每一栏有错即扣2分，两栏有错扣3分，扣完为止）

选用的仪器	加入试剂	加入试剂的作用
C	H2O2溶液与MnO2	产生氧气
B	浓H2SO4	干燥氧气
D	TMB	将TMB氧化成CO2、H2O和N2
D	CuO粉末	将可能生成的CO转化为CO2
A	CaCl2	吸收水分
A	碱石灰	吸收CO2
A	碱石灰	防止空气中的CO2和H2O进入装置中

 
（2）C₁₆H₂₀N₂

解析试题分析：（1）实验原理：将TMB用氧气氧化为二氧化碳、水和氮气，再利用吸收剂分别吸收水和二氧化碳，以确定其中所含碳、氢、氮原子的比例关系．在整个实验中，要求碳元素全部以二氧化碳形式出现，因此在氧化后需要用氧化铜作最后保障；为防止氧气产生时所带水蒸气的影响，要先对氧气进行干燥，选择干燥剂需考虑所提要求“实验后称得A装置从用的先后顺序排列质量分别增加3.60g和14.08g”，因此干燥氧气选择干燥剂B；利用吸收剂分别吸收水和CO₂需考虑试剂影响，先吸收水后吸收CO₂，则连接顺序为：C→B→D→D→A→A→A
（2）实验后称得A装置从用的先后顺序排列质量分别增加3.60g、14.08g、0.14g，则m（H₂O）=3.60g，m（CO₂）=14.08g，而0.14g为空气中的CO₂和H₂O进入装置中的质量，则:
n（H₂O）=3.60g/18g/mol=0.2mol，n（H）=0.4mol，m（H）=0.4g，
n（CO₂）=14.08g/44g/mol=0.32mol，n（C）=0.32mol，m（C）=0.32mol×12g/mol=3.84g，
所以m（N）=4.80g-0.4g-3.84g=0.56g，
n（N）=0.56g/14g/mol=0.04mol，
则：n（C）：n（H）：n（N）=0.32mol：0.4mol：0.04mol=16：20：2，所以分子式为C₁₆H₂₀N₂，
考点：化学实验，测定物质的分子式。