Question

【題目】某中學化學興趣小組對乙醇的分子結構進行探究。

猜想一：乙醇結構是CH3CH2OH。

猜想二：乙醇結構是CH3OCH3。制定并實施方案：按右圖所示實驗裝置，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足量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2.3g乙醇與足量金屬鈉反應時產生了標準狀況下的氫氣約0.56L，則乙醇的結構應為___________,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___________。①裝置的氣密性良好；②實驗開始前準確測定乙醇的量；③氫氣的體積測算準確;④廣口瓶中水的體積大于560mL；

Answer 1

【答案】 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 1：0.5； 1：1.5；1：1； 1：2.5；1：2；1：3 1：3 1mol乙醇中只有1mol活潑H CH 3CH2OH ①②③④

【解析】本題的解題關鍵在于清楚實驗原理，即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。（1）利用排水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）若乙醇結構是CH3CH2OH，令CH3CH2OH的物質的量為1mol；只有羥基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為0.5mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:0.5；只有甲基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為1.5mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:1.5；只有亞甲基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為1mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:1；若甲基、亞甲基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為2.5mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:2.5；若甲基、羥基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為2mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:2；若亞甲基、羥基上的氫反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為1.5mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:1.5；若甲基、亞甲基上、羥基的氫全部反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為3mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1:3；（3）若乙醇結構是CH3OCH3，令CH3OCH3的物質的量為1mol；甲基上的氫全部反應，根據氫原子守恒，生成氫氣的物質的量為3mol，參加反應的乙醇的物質的量與產生氫氣的物質的量之比為1：3；（4）2.3g乙醇的物質的量為=0.05mol，標準狀況下0.56L氫氣的物質的量為=0.025mol，所以每摩爾乙醇與鈉反應提供的氫原子為×0.025mol×2=1mol，所以，乙醇的結構應為CH3CH2OH，1mol乙醇中只有1mol活潑H；（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2.3g乙醇與足量金屬鈉反應時產生了標準狀況下的氫氣約0.56L，所以廣口瓶中水的體積大于560mL；①②③④。