Question

【題目】某中學化學興趣小組對乙醇的分子結構進行探究,其過程如下:

猜想一:乙醇的結構簡式是CH3CH2OH

猜想二:乙醇的結構簡式是CH3OCH3

制定方案并實施:按下圖所示實驗裝置進行實驗,

測定乙醇與鈉反應(放熱)生成氫氣的體積,并據此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應的氫原子的數目。

試回答下列問題:

(1)指出實驗裝置中的錯誤 。

(2)如果實驗裝置和操作正確,且結論符合猜想一,則參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比可能為 。

(3)如果實驗裝置和操作正確,且結論符合猜想二,則參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比可能為 。

(4)如果實驗裝置正確,實驗結果為2.3 g乙醇與足量金屬鈉反應時產生了標準狀況下的氫氣約0.56 L,則乙醇的結構簡式應為 ,理由是 。

(5)該實驗獲得成功的關鍵,除了需要糾正圖中的裝置錯誤以外,還需注意下列問題中的 (用序號填寫)。

①裝置的氣密性良好;

②實驗開始前準確測定乙醇的量;

③鈉足量;

④廣口瓶中水的體積大于560 mL;

⑤氫氣的體積測算準確。

Answer 1

【答案】(1)廣口瓶中進氣導管不應插入水中,排水導管應插到廣口瓶底部

(2)1∶0.5、1∶1.5、1∶1、1∶2.5、1∶2、1∶3

(3)1∶3

(4)CH3CH2OH 1 mol乙醇中只有1 mol活潑氫原子

(5)①②③④⑤

【解析】(1)利用排水法測定生成氫氣的體積,廣口瓶中進氣導管不應插入水中,排水導管應插到廣口瓶底部。

(2)若乙醇的結構簡式是CH3CH2OH,設其物質的量為1 mol;當只有羥基上的氫反應,則生成0.5 mol氫氣;當只有甲基上的氫反應,則生成1.5 mol氫氣;當只有亞甲基上的氫反應,則生成1 mol氫氣;當甲基、亞甲基上的氫反應,則生成2.5 mol氫氣;當甲基、羥基上的氫反應,則生成2 mol氫氣;若亞甲基、羥基上的氫反應,則生成1.5 mol氫氣;若甲基、亞甲基、羥基上的氫全部反應,生成3 mol氫氣。

(3)若乙醇的結構簡式是CH3OCH3,設CH3OCH3的物質的量為1 mol;甲基上的氫全部反應,生成3 mol氫氣。

(4)2.3 g乙醇的物質的量為0.05 mol,標準狀況下0.56 L氫氣的物質的量為0.025 mol,所以每摩爾乙醇與鈉反應提供的氫原子為1 mol。所以,乙醇的結構簡式應為CH3CH2OH。

(5)該實驗原理是測出一定量乙醇與鈉反應(放熱)生成氫氣的體積,并據此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應的氫原子的數目,據此推斷結構,氣密性好才能收集到氣體;乙醇的量,氫氣的體積準確,定量計算結論才正確;鈉足量才能保證乙醇完全反應;由于2.3 g乙醇與足量金屬鈉反應時產生了標準狀況下的氫氣約0.56 L,所以廣口瓶中水的體積應大于560 mL。