Question

經(jīng)測定乙醇的化學式是C₂H₆O，由于有機物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測乙醇的結(jié)構(gòu)可能是下列二種之一．
（Ⅰ）�。á颍�
為測定其結(jié)構(gòu)，應利用物質(zhì)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、丁四位同學直接利用圖給定的裝置進行實驗，確定乙醇的結(jié)構(gòu)．
（1）學生甲得到一組實驗數(shù)據(jù)：

乙醇的物質(zhì)的量（mol）

氫氣的體積（L）

0.10

1.12（標準狀況）

根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷乙醇的結(jié)構(gòu)應為

Ⅰ

（用Ⅰ、Ⅱ表示），理由為

得到H₂的體積說明乙醇分子中有一個H與其他五個H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)為Ⅰ

．
（2）同學乙分別準確稱量4.60g乙醇進行多次實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以排在量筒內(nèi)的水的體積作為生成的H₂體積換算成標準狀況后都小于1.12L，如果忽略量筒本身及乙讀數(shù)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？

不正確

（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，那么產(chǎn)生這種情況的原因應該是什么？

廣口瓶與量筒之間玻璃導管中水柱的體積沒計算在內(nèi)

．
（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(nèi)水必須充滿，⑤氫氣體積的測算方法正確、數(shù)值準確．其中正確的有

①②③⑤

（填序號）．
（4）同學丁不想通過稱量乙醇的質(zhì)量來確定乙醇的量，那么他還需知道的數(shù)據(jù)是

所給乙醇樣品的密度

．
（5）實驗后，四名同學從乙醇的可能結(jié)構(gòu)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(zhì)的量為n mol，那么對鈉的物質(zhì)的量的取值要求必須是

大于nmol

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)乙醇能和金屬鈉反應生成氫氣來推測乙醇中含有醇羥基；
（2）根據(jù)金屬鈉和乙醇以及水的反應來計算，會發(fā)現(xiàn)等質(zhì)量的水產(chǎn)生的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多；
（3）根據(jù)實驗者可能會存在的干擾因素：裝置中含有空氣，氣密性不好會影響實驗結(jié)果，金屬鈉和乙醇的量的相對多少等因素來分析判斷得出結(jié)論；
（4）根據(jù)m=ρV可以間接計算質(zhì)量，不用稱量質(zhì)量的多少；
（5）本實驗成敗的關鍵只有一條：金屬鈉相對于乙醇過量，保證乙醇全反應．

解答：解：（1）實驗數(shù)據(jù)表明：1mol C₂H₆O與足量的鈉反應，產(chǎn)生11.2L H₂，即0.5mol H₂，也就是1mol H．說明1個C₂H₆O分子中只有1個氫原子被Na置換，故結(jié)構(gòu)式為Ⅰ而不是Ⅱ，故答案為：Ⅰ；得到H₂的體積說明乙醇分子中有一個H與其他五個H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)Ⅰ；                                          
（2）乙同學認為樣品中含少量水是錯誤的，因為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，等質(zhì)量的水產(chǎn)生的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多，應大于1.12L，真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導管中水柱的體積沒計算在內(nèi)，
故答案為：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(nèi)；
（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，故答案為：①②③⑤；
（4）同學丁不想稱量乙醇的質(zhì)量，則只有量取其體積，因此必須知道乙醇的密度，故答案為：所給乙醇樣品的密度；
（5）本實驗目的是推測乙醇分子的結(jié)構(gòu)，乙醇必須作用完，若乙醇為n mol，由化學反應方程式知：C₂H₅OH+Na-→C₂H₅ONa+

1

2

H₂↑，金屬鈉的物質(zhì)的量必須大于n mol，故答案為：大于n mol．

點評：本題考查學生實驗設計能力，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，難度較大．