Question

經(jīng)測定乙醇的化學(xué)式是C₂H₆O，由于有機物普遍存在的同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測乙醇的結(jié)構(gòu)可能是下列兩種之一。

   

    為測定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)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、丁四同學(xué)直接利用下圖給定裝置開始進行實驗確定乙醇的結(jié)構(gòu)。

(1)學(xué)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(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________(用Ⅰ、Ⅱ表示)，理由為____________________。

(2)同學(xué)乙分別準(zhǔn)確稱量4.60 g乙醇進行多次實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以排開量筒內(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乙讀數(shù)造成的誤差，那么乙認(rèn)為可能是由于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，請說明理由；如果你認(rèn)為不正確，說明產(chǎn)生這種情況的原因應(yīng)該是什么。______________________________________________________。

(3)同學(xué)丙認(rèn)為實驗成功的關(guān)鍵有：①裝置氣密性要良好  ②實驗開始前準(zhǔn)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)據(jù)準(zhǔn)確。其中正確的有__________。(填序號)

(4)同學(xué)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__________。

(5)實驗后，四名同學(xué)從乙醇的可能結(jié)構(gòu)分析入手對乙醇和鈉的量的關(guān)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______________________。

Answer 1

解析：本題考查實驗設(shè)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(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。(2)乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯誤的，因為2Na+2H₂O2NaOH+H₂↑，且等質(zhì)量的水產(chǎn)生的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多，應(yīng)大于1.12 L。真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積未計算在內(nèi)。(3)同學(xué)丙關(guān)于實驗成功的關(guān)鍵的五點中，只有④是不必要的，因為反應(yīng)的燒瓶和導(dǎo)管中都存在空氣，并不影響實驗的準(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)本實驗?zāi)康氖峭茰y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(xué)反應(yīng)方程式知：2C₂H₅OH+2Na2C₂H₅ONa+H₂↑，金屬鈉的物質(zhì)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(jié)構(gòu)為Ⅰ

(2)不正確  廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒計算在內(nèi)

(3)①②③⑤ 

(4)所給乙醇樣品的密度 

(5)大于n mol