Question

經(jīng)測(cè)定乙醇的化學(xué)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)可能是下列二種之一．
（Ⅰ）　（Ⅱ）
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)直接利用圖給定的裝置進(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)：

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

Ⅰ

（用Ⅰ、Ⅱ表示），理由為

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

．
（2）同學(xué)乙分別準(zhǔn)確稱量4.60g乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，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(biāo)準(zhǔn)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(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？

不正確

（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？

廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒(méi)計(jì)算在內(nèi)

．
（3）同學(xué)丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有：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)值準(zhǔn)確．其中正確的有

①②③⑤

（填序號(hào)）．
（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

所給乙醇樣品的密度

．
（5）實(shí)驗(yàn)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

大于nmol

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)乙醇能和金屬鈉反應(yīng)生成氫氣來(lái)推測(cè)乙醇中含有醇羥基；
（2）根據(jù)金屬鈉和乙醇以及水的反應(yīng)來(lái)計(jì)算，會(huì)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(shí)驗(yàn)者可能會(huì)存在的干擾因素：裝置中含有空氣，氣密性不好會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，金屬鈉和乙醇的量的相對(duì)多少等因素來(lái)分析判斷得出結(jié)論；
（4）根據(jù)m=ρV可以間接計(jì)算質(zhì)量，不用稱量質(zhì)量的多少；
（5）本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵只有一條：金屬鈉相對(duì)于乙醇過(guò)量，保證乙醇全反應(yīng)．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1mol C₂H₆O與足量的鈉反應(yīng)，產(chǎn)生11.2L H₂，即0.5mol H₂，也就是1mol 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Ⅰ而不是Ⅱ，故答案為：Ⅰ；得到H₂的體積說(shuō)明乙醇分子中有一個(gè)H與其他五個(gè)H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)Ⅰ；                                          
（2）乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯(cuò)誤的，因?yàn)?Na+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(yīng)大于1.12L，真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒(méi)計(jì)算在內(nèi)，
故答案為：不正確；廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒(méi)計(jì)算在內(nèi)；
（3）同學(xué)丙關(guān)于實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵的五點(diǎn)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，并不影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，故答案為：①②③⑤；
（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，故答案為：所給乙醇樣品的密度；
（5）本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭茰y(cè)乙醇分子的結(jié)構(gòu)，乙醇必須作用完，若乙醇為n mol，由化學(xué)反應(yīng)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(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，測(cè)量氣體體積的方法及分析誤差的能力，是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，難度較大．