Question

【題目】經測定乙醇的分子式是C2H6O。由于有機化合物普遍存在同分異構現象，推測乙醇的結構可能是下列兩種之一：

為確定其結構，應利用物質的特殊性質進行定性、定量實驗�，F給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請甲、乙、丙、丁四名學生直接利用如圖給定的裝置開始進行實驗確定乙醇的結構。

（1）學生甲得到一組實驗數據：乙醇的物質的量：0.10mol，產生氫氣的體積（標準狀況）：1.12L。根據以上數據推斷乙醇的結構應為_________（用Ⅰ、Ⅱ表示），理由為___________________________________________________________________。

（2）學生乙分別稱量4.60g乙醇進行多次實驗，結果發現已排到量筒內的水的體積作為生成氫氣的體積，換算成標準狀況后都小于1.12L。如果忽略量筒本身及讀數造成的誤差，那么學生乙認為是由于樣品中含有少量水造成的。你認為_______（填“正確”“不正確”），如果你認為正確，請說明理由；如果你認為不正確，那么產生這種情況的原因應是什么？__________________________________________________。

（3）學生丙認為實驗成功的關鍵有：①裝置氣密性良好； ②實驗開始前準確確定乙醇的量；③鈉足量； ④廣口瓶內必須充滿水；⑤氫氣體積的測算方法正確、數值準確。其中正確的有_____________（填序號）

（4）學生丁不想通過稱量乙醇的質量來確定乙醇的量，那么他還需要知道的數據是_____________________________。

（5）實驗后四名學生從乙醇的可能結構分析入手對乙醇和鈉的量的關系進行討論，如果乙醇物質的量為n mol，那么對應的鈉的物質的量的取值要求必須是__________。

Answer 1

【答案】Ⅰ乙醇和鈉反應有氣體生成，該氣體應是氫氣。根據乙醇和氫氣的物質的量的關系0.10∶0.05=2∶1可知，乙醇分子中有一個氫原子不同于其他氫原子，從而可確定乙醇的分子結構為Ⅰ式不正確廣口瓶與量筒之間玻璃導管中的水柱體積沒計算在內①②③⑤所給乙醇樣品的密度大于n mol

【解析】

（1）乙醇和鈉反應有氣體生成，該氣體應是氫氣，生成氫氣的物質的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol。根據乙醇和氫氣的物質的量的關系0.10∶0.05=2∶1可知，乙醇分子中有一個氫原子不同于其他氫原子，從而可確定乙醇的分子結構為Ⅰ式；

（2）乙同學認為樣品中含少量水是錯誤的，因為2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑，等質量的水產生的氫氣比等質量的乙醇多，應大于1.12L，真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導管中水柱的體積沒計算在內；

（3）同學丙關于實驗成功的關鍵的五點中，只有④是不必要的，因為反應的燒瓶和導管中都存在空氣，并不影響實驗的準確性，答案為①②③⑤；

（4）同學丁不想稱量乙醇的質量，則只有量取其體積，因此必須知道乙醇的密度；

（5）本實驗目的是推測乙醇分子的結構，乙醇必須消耗完，若乙醇為n mol，由化學反應方程式2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑知金屬鈉的物質的量必須大于n mol。