Question

經(jīng)測(cè)定，乙醇的分子式是C₂H₆O。由于有機(jī)物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測(cè)乙醇的結(jié)構(gòu)可能是下列兩種之一。

① ②

    為測(cè)定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用物質(zhì)的特殊性進(jìn)行定性、定量實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請(qǐng)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)直接利用下圖給定裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定乙醇的結(jié)構(gòu)。

(1)學(xué)生甲得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見(jiàn)下表：

乙醇的物質(zhì)的量/mol	氫氣的體積/L
0.10	1.12(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為_(kāi)_____________(用①②表示)，理由為_(kāi)_____________。

(2)同學(xué)乙分別準(zhǔn)確稱量4.60 g乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以排開(kāi)量筒內(nèi)的水的體積作為生成的H₂體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況后都小于1.12 L。如果忽略量筒本身及同學(xué)乙讀數(shù)造成的誤差，那么乙認(rèn)為這可能是由樣品中含有少量水造成的，你認(rèn)為正確嗎? _______________(填“正確”或“不正確”)。如果你認(rèn)為正確，請(qǐng)說(shuō)明理由；如果你認(rèn)為不正確，那么產(chǎn)生這種情況的原因應(yīng)該是什么？______________________________。

(3)同學(xué)丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有下列幾點(diǎn)，其中正確的是_______________。(填序號(hào))

①裝置氣密性要良好  ②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前準(zhǔn)確確定乙醇的量  ③鈉足量  ④廣口瓶?jī)?nèi)水必須充滿  ⑤氫氣體積的測(cè)算方法正確、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

(4)同學(xué)丁不想通過(guò)稱量乙醇的質(zhì)量來(lái)確定乙醇的量，那么他還需知道的數(shù)據(jù)是____________。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，四名同學(xué)從乙醇的可能結(jié)構(gòu)分析入手，對(duì)乙醇和鈉的量的關(guān)系進(jìn)行了討論。如果乙醇的物質(zhì)的量為n mol，那么對(duì)鈉的物質(zhì)的量的取值要求必須是_______________。

Answer 1

解析：本題考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、對(duì)測(cè)量氣體體積的方法的掌握及分析誤差的能力，是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1 mol C₂H₆O與足量的鈉反應(yīng)，產(chǎn)生11.2 L H₂，即0.5 mol H₂，也就是1 mol H。說(shuō)明1個(gè)C₂H₆O分子中只有1個(gè)氫原子被Na置換，故結(jié)構(gòu)式為①而不是②。

(2)乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯(cuò)誤的，因?yàn)?Na+2H₂O2NaOH+H₂↑，且對(duì)等質(zhì)量的水和乙醇來(lái)說(shuō)，水產(chǎn)生的氫氣較多，若樣品中含水，則氫氣體積應(yīng)大于1.12 L。真正的原因是廣口瓶與量筒之間的玻璃導(dǎo)管中水柱的體積未計(jì)算在內(nèi)。

(3)同學(xué)丙認(rèn)為關(guān)于實(shí)驗(yàn)成功的5個(gè)關(guān)鍵中，只有④是不必要的，因?yàn)榉磻?yīng)的燒瓶和導(dǎo)管中都存在空氣，廣口瓶中的水是否充滿并不影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

(4)同學(xué)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。

(5)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭茰y(cè)乙醇分子的結(jié)構(gòu)，乙醇必須反應(yīng)完全，若乙醇為n mol，由化學(xué)反應(yīng)方程式2C₂H₅OH+2Na2C₂H₅ONa+H₂↑知，金屬鈉的物質(zhì)的量必須大于n mol。

答案：(1)①  得出乙醇分子中有一個(gè)H原子與其他五個(gè)H原子不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)為①

(2)不正確  廣口瓶與量筒之間的玻璃導(dǎo)管中水柱的體積未計(jì)算在內(nèi)

(3)①②③⑤

(4)所給乙醇樣品的密度

(5)大于n mol