Question

【題目】經(jīng)測(cè)定乙醇的分子式是C2H6O。由于有機(jī)化合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：

為確定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用物質(zhì)的特殊性質(zhì)進(jìn)行定性、定量實(shí)驗(yàn)�，F(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請(qǐng)甲、乙、丙、丁四名學(xué)生直接利用如圖給定的裝置開(kāi)始進(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：0.10mol，產(chǎn)生氫氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）：1.12L。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）學(xué)生乙分別稱(chēng)量4.60g乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)已排到量筒內(nèi)的水的體積作為生成氫氣的體積，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況后都小于1.12L。如果忽略量筒本身及讀數(shù)造成的誤差，那么學(xué)生乙認(rèn)為是由于樣品中含有少量水造成的。你認(rèn)為_______（填“正確”“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)是什么？__________________________________________________。

（3）學(xué)生丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有：①裝置氣密性良好； 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)必須充滿水；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_____________（填序號(hào)）

（4）學(xué)生丁不想通過(guò)稱(chēng)量乙醇的質(zhì)量來(lái)確定乙醇的量，那么他還需要知道的數(shù)據(jù)是_____________________________。

（5）實(shí)驗(yàn)后四名學(xué)生從乙醇的可能結(jié)構(gòu)分析入手對(duì)乙醇和鈉的量的關(guān)系進(jìn)行討論，如果乙醇物質(zhì)的量為n mol，那么對(duì)應(yīng)的鈉的物質(zhì)的量的取值要求必須是__________。

Answer 1

【答案】Ⅰ乙醇和鈉反應(yīng)有氣體生成，該氣體應(yīng)是氫氣。根據(jù)乙醇和氫氣的物質(zhì)的量的關(guān)系0.10∶0.05=2∶1可知，乙醇分子中有一個(gè)氫原子不同于其他氫原子，從而可確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)為Ⅰ式不正確廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中的水柱體積沒(méi)計(jì)算在內(nèi)①②③⑤所給乙醇樣品的密度大于n mol

【解析】

（1）乙醇和鈉反應(yīng)有氣體生成，該氣體應(yīng)是氫氣，生成氫氣的物質(zhì)的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol。根據(jù)乙醇和氫氣的物質(zhì)的量的關(guān)系0.10∶0.05=2∶1可知，乙醇分子中有一個(gè)氫原子不同于其他氫原子，從而可確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)為Ⅰ式；

（2）乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯(cuò)誤的，因?yàn)?/span>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(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)；

（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，答案為①②③⑤；

（4）同學(xué)丁不想稱(chēng)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)，乙醇必須消耗完，若乙醇為n mol，由化學(xué)反應(yīng)方程式2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑知金屬鈉的物質(zhì)的量必須大于n mol。