真题重现
1.(2019·浙江4月选考,29)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团,且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X,与足量金属钠充分反应,生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。
解析 假设有机物X的摩尔质量为M,含有羧基和羟基的总数为m(m>2),根据生成氢气的物质的量为0.03 mol,结合有机物X的质量为2.04 g列出等式:n(X)×m=0.03×2 mol,n(X)=,解得M=34m g·mol-1,对m进行讨论,若m=3,M=102 g·mol-1,由于羟基的数目大于羧基,故含有2个—OH和1个—COOH,除去—OH和—COOH,剩余基团的摩尔质量为23 g·mol-1,只能为1个C和11个H,不存在这样的有机物,应舍去;若m=4,M=136 g·mol-1,由于羟基的数目大于羧基,故含有3个—OH和1个—COOH,除去—OH和—COOH,剩余基团的摩尔质量为40 g·mol-1,可能为3个C和4个H,有机物的一种结构可能是,符合条件。
答案 n(H2)=0.03 mol,设X中羟基和羧基的总数为m(m>2)
则n(X)=(0.03×2)/m mol=0.06/m mol,M(X)=2.04m/0.06 g·mol-1=34m g·mol-1
m=4,M(X)=136 g·mol-1,含有3个羟基和1个羧基,相对分子质量为136。
2.(2018·浙江11月选考)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物,为探究其组成,称取m g该固体粉末样品,用足量的稀H2SO4充分反应后,称得固体质量为a g。
已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O
(1)若a=____________(用含m的最简式表示),则红色固体粉末为纯净物。
(2)若a=,则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为__________ mol(用含m的最简式表示)。
解析 (1)若红色固体粉末只是Fe2O3,则和稀H2SO4充分反应后,无固体剩余,所以红色固体若为纯净物,只能是Cu2O,根据
Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O
mol mol