Question

經測定乙醇的化學式是C₂H₆O，由于有機物普遍存在的同分異構現(xiàn)象，推測乙醇的結構可能是下列兩種之一。

   

    為測定其結構，應利用物質的特殊性進行定性、定量實驗，現(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請甲、乙、丙、丁四同學直接利用下圖給定裝置開始進行實驗確定乙醇的結構。

(1)學生甲得到一組實驗數據：

乙醇的物質的量/mol	氫氣的體積/L
0.10	1.12(標準狀況)

根據以上數據推斷乙醇的結構應為________(用Ⅰ、Ⅱ表示)，理由為____________________。

(2)同學乙分別準確稱量4.60 g乙醇進行多次實驗，結果發(fā)現(xiàn)以排開量筒內的水的體積作為生成的H₂體積換算成標準狀況后都小于1.12 L，如果忽略量筒本身及乙讀數造成的誤差，那么乙認為可能是由于樣品中含有少量水造成的，你認為正確嗎? __________(填“正確”或“不正確”)。如果你認為正確，請說明理由；如果你認為不正確，說明產生這種情況的原因應該是什么。______________________________________________________。

(3)同學丙認為實驗成功的關鍵有：①裝置氣密性要良好  ②實驗開始前準確確定乙醇的量  ③鈉足量  ④廣口瓶內水必須充滿  ⑤氫氣體積的測算方法正確、數據準確。其中正確的有__________。(填序號)

(4)同學丁不想通過稱量乙醇的質量來確定乙醇的量，那么他還需知道的數據是__________。

(5)實驗后，四名同學從乙醇的可能結構分析入手對乙醇和鈉的量的關系進行了討論，如果乙醇的物質的量為n mol，那么對鈉的物質的量的取值要求必須是______________________。

Answer 1

解析：本題考查實驗設計能力，測量氣體體積的方法及分析誤差的能力，是一個探究性實驗。

(1)實驗數據表明：1 mol C₂H₆O與足量的鈉反應，產生11.2 L H₂，即0.5 mol H₂，也就是1 mol H。說明1個C₂H₆O分子中只有1個氫原子被Na置換，故結構式為Ⅰ而不是Ⅱ。(2)乙同學認為樣品中含少量水是錯誤的，因為2Na+2H₂O2NaOH+H₂↑，且等質量的水產生的氫氣比等質量的乙醇多，應大于1.12 L。真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導管中水柱的體積未計算在內。(3)同學丙關于實驗成功的關鍵的五點中，只有④是不必要的，因為反應的燒瓶和導管中都存在空氣，并不影響實驗的準確性。(4)同學丁不想稱量乙醇的質量，則只有量取其體積，因此必須知道乙醇的密度。(5)本實驗目的是推測乙醇分子的結構，乙醇必須作用完，若乙醇為n mol，由化學反應方程式知：2C₂H₅OH+2Na2C₂H₅ONa+H₂↑，金屬鈉的物質的量必須大于n mol。

答案：(1)Ⅰ  得出乙醇分子中有一個H與其他五個H不同，從而確定乙醇分子的結構為Ⅰ

(2)不正確  廣口瓶與量筒之間玻璃導管中水柱的體積沒計算在內

(3)①②③⑤ 

(4)所給乙醇樣品的密度 

(5)大于n mol