Question

用某種羧酸的結晶水合物晶體A進行實驗：

①6.3 g晶體在一定條件下完全分解，生成2.2 gCO₂、1.4 g CO和2.7 g水。

②中和0.252 g物質A的晶體，消耗20 mL 0.2 mol·L^-1 NaOH溶液。

③0.005 mol 物質A完全轉化為羧酸乙酯，需乙醇0.46 g。

試求：

(1)物質A的摩爾質量、實驗式和分子式。

(2)A的無水物的結構簡式、實驗式和俗名。

Answer 1

(1)A的摩爾質量為126 g·mol^-1；實驗式為CH₃O₃；分子式為C₂H₆O₆。

(2)A的無水物為草酸，即乙二酸，結構簡式為，實驗式為CHO₂。

解析：題文②③兩個條件的目的是求A屬n元酸，可根據A與堿反應的物質的量比、A與乙醇酯化的物質的量比求知，比例為1∶n，即為n元酸。

本題并不復雜，主要是理解題文，依據每個條件求解。

(1)根據①求出晶體中C、H、O的原子數比：

m(C)=()×12g·mol^-1=1.2 g

m(H)=×2 g·mol^-1=0.3 g

m(O)=6.3 g-(1.2 g+0.3 g)=4.8 g

則n(C)∶n(H)∶n(O)==1∶3∶3

晶體的實驗式為CH₃O₃。

(2)根據③求酸的元數(n)，即1 mol酸最多與乙醇反應的物質的量數：

1∶n=0.005∶(0.46÷46)=1∶2，n=2

(3)根據②求酸A的相對分子質量。二元酸的物質的量應是NaOH的物質的量的一半，即有

=0.002 mol，所以，A的摩爾質量為=126 g·mol^-1。

(4)求A分子式(CH₃O₃)_x。合并(1)(3)求解結論，即有(CH₃O₃)_x的相對分子質量為126，則x==2，則A分子式為C₂H₆O₆。

(5)根據題文隱含條件分析晶體和無水物的結構。

A是二元羧酸，無水物分子中僅含4個氧，另外兩個氧原子為結晶水的氧，即含有兩個結晶水。A為C₂H₂O₄·2H₂O(也可以用C_nH_2n-2O₄分析，C₂H₆O₆-C₂H₂O₄=2H₂O)。