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4.80g 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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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4.80g 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3.60g、14.08g、0.14g，则TMB的分子式为

．

考点：有机物实验式和分子式的确定

专题：实验探究和数据处理题

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；
（2）根据A装置增加14.08g可以求出样品中C元素的物质的量，A装置增加3.60g可以求出样品中H元素的物质的量，再根据样品的总质量4.80g可以求出样品中N元素的物质的量，则TMB分子中碳、氢、氮的原子个数比就可以求出，根据相对分子质量之比算出相对分子质量，结合原子个数比计算出分子式．

解答： 解：（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：

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	TMB氧化成CO₂、H₂O和N₂
D	CuO	保证C全部转化为CO₂
A	CaCl₂	吸收水分
A	NaOH	吸收CO₂
A	碱石灰	防止空气中的CO₂和H₂O进入装置中

故答案为：

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	TMB氧化成CO₂、H₂O和N₂
D	CuO	保证C全部转化为CO₂
A	CaCl₂	吸收水分
A	NaOH	吸收CO₂
A	碱石灰	防止空气中的CO₂和H₂O进入装置中

（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）=

3.6g

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=8：10：1，
TMB的相对分子质量为：2×120=240，设分子式为：C_8nH_10nN_n，则有：12×8n+10n+14n=240，解得n=2，所以分子式为C₁₆H₂₀N₂，
故答案为：C₁₆H₂₀N₂．

点评：本题以定量实验为立意，确定有机物的分子组成，题目难度较大，本题易错点为（1），注意实验的设计原理和操作步骤．

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	混合物	试剂	分离方法
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B	甲烷（甲醛）	水、浓硫酸	洗气
C	乙酸乙酯（乙酸）	氢氧化钠溶液	蒸馏
D	淀粉胶体（氯化钠溶液）	蒸馏水	萃取

A、A

B、B

C、C

D、D

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