Question

為了測定乙醇的結構式，有人設計了用無水酒精與鈉反應的實驗裝置和測定氫氣體積的裝置進行實驗．可供選用的實驗儀器如圖所示：

請回答以下問題：
（1）測量氫氣體積的正確裝置是

B

（填寫編號）．
（2）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接的導管所起的作用是

C

（填寫編號）．
A．防止無水酒精揮發(fā)       B．保證實驗裝置不漏氣    C．使無水酒精容易滴下
（3）實驗前預先將一小塊鈉在二甲苯中熔化成若干個小鈉珠，冷卻后倒入燒瓶中，其目的是

增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應

．
（4）已知無水酒精的密度為0.789g?cm^-3，移取2.0mL酒精，反應完全后（鈉過量），收集到390mL（視作標準狀況）氣體．則一個乙醇分子中能被鈉取代出的氫原子數(shù)為

1

，由此可確定乙醇的結構簡式為

CH₃CH₂OH

而不是

CH₃-O-CH₃

．
（5）實驗所測定的結果偏高，可能引起的原因是

AB

（填寫編號）．
A．本實驗在室溫下進行
B．無水酒精中混有微量甲醇
C．無水酒精與鈉的反應不夠完全．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應收集到390mL（視作標準狀況）氣體及裝置的合理性進行判斷；
（2）根據(jù)分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接的導管，可以保證壓強相等進行分析；
（3）根據(jù)影響反應速率的因素進行分析；
（4）計算出乙醇的物質的量，由于鈉過量，乙醇完全反應，根據(jù)氫氣的物質的量計算出乙醇中能夠被鈉取代氫原子數(shù)；根據(jù)氫原子數(shù)確定乙醇的結構；
（5）根據(jù)選項的實驗操作分析對測定結果的影響．

解答：解：（1）由于反應放出的氣體體積數(shù)較大（390mL），而裝置C在收集方法與無法確定體積上都是不可取的；裝置D、E是明顯的干擾項，滴定管測量體積精確，容易誤選，實際上本實驗因放出氣體體積達390mL，又只需三位有效數(shù)字（密度數(shù)值限制），而滴定管沒有400mL的容量，中途續(xù)換將導致誤差，所以使用裝置B，
故答案為：B；
（2）導管使分液漏斗液面上方壓力與蒸餾燒瓶內壓力一致，可以使無水乙醇順利流下，所以C正確，故答案為：C；
（3）二甲苯不參與反應，但與乙醇互溶可以增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應，故答案為：增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應；
（4）乙醇的質量為：m（C₂H₆O）=2.0mL×0.789g?cm^-3=1.578g，則乙醇的物質的量為：n（C₂H₆O）=1.578g/46g?mol^-1=0.0343mol，
由于0.0343molC₂H₆O與過量的Na完全反應可以生成0.390L H₂，則1.00 mol C₂H₆O與Na反應能生成11.37 L H₂，約為0.5 mol H₂，也就是約為1mol H，即1個C₂H₆O分子中，只有1個H可以被Na置換，這說明C₂H₆O分子里的6個H中，有1個與其他5個是不同的，乙醇的結構簡式為CH₃CH₂OH，而不是CH₃-O-CH₃，
故答案為：1；CH₃CH₂OH；CH₃-O-CH₃；
（5）A．本實驗在室溫下進行，測定的氫氣的體積偏大，氫氣的物質的量偏大，乙醇分子中能夠被鈉置換的氫原子數(shù)偏高，故A正確；
B．無水酒精中混有微量甲醇，導致羥基的物質的量增大，產生的氫氣的物質的量偏大，測定結果偏高，故B正確；
C．無水酒精與鈉的反應不夠完全，會導致生成的氫氣的物質的量偏小，測定結果偏低，故C錯誤；
故答案為：AB．

點評：本題考查了測定乙醇的結構式，這是一道將實驗、計算、確定有機物分子結構相結合，實驗設計與實驗原理兼有的綜合性實驗題；解題中必須前后聯(lián)系，分析題干與設問，尤其是設問（4）所創(chuàng)設的情景、數(shù)據(jù)，即所取無水酒精的體積少（只有2.0mL），使之充分與鈉反應是本實驗的關鍵，此外反應放出的氣體體積數(shù)較大（390mL），因此問題（1）的答案顯然只能是B，本題難度中等．