Question

【題目】某中學(xué)化學(xué)興趣小組對(duì)乙醇的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究,其過程如下:

猜想一:乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3CH2OH

猜想二:乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3OCH3

制定方案并實(shí)施:按下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),

測(cè)定乙醇與鈉反應(yīng)(放熱)生成氫氣的體積,并據(jù)此計(jì)算乙醇分子中能與金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目。

試回答下列問題:

(1)指出實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤 。

(2)如果實(shí)驗(yàn)裝置和操作正確,且結(jié)論符合猜想一,則參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比可能為 。

(3)如果實(shí)驗(yàn)裝置和操作正確,且結(jié)論符合猜想二,則參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比可能為 。

(4)如果實(shí)驗(yàn)裝置正確,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為2.3 g乙醇與足量金屬鈉反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣約0.56 L,則乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)為 ,理由是 。

(5)該實(shí)驗(yàn)獲得成功的關(guān)鍵,除了需要糾正圖中的裝置錯(cuò)誤以外,還需注意下列問題中的 (用序號(hào)填寫)。

①裝置的氣密性良好;

②實(shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)確測(cè)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(cè)算準(zhǔn)確。

Answer 1

【答案】(1)廣口瓶中進(jìn)氣導(dǎo)管不應(yīng)插入水中,排水導(dǎo)管應(yīng)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(cè)定生成氫氣的體積,廣口瓶中進(jìn)氣導(dǎo)管不應(yīng)插入水中,排水導(dǎo)管應(yīng)插到廣口瓶底部。

(2)若乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3CH2OH,設(shè)其物質(zhì)的量為1 mol;當(dāng)只有羥基上的氫反應(yīng),則生成0.5 mol氫氣;當(dāng)只有甲基上的氫反應(yīng),則生成1.5 mol氫氣;當(dāng)只有亞甲基上的氫反應(yīng),則生成1 mol氫氣;當(dāng)甲基、亞甲基上的氫反應(yīng),則生成2.5 mol氫氣;當(dāng)甲基、羥基上的氫反應(yīng),則生成2 mol氫氣;若亞甲基、羥基上的氫反應(yīng),則生成1.5 mol氫氣;若甲基、亞甲基、羥基上的氫全部反應(yīng),生成3 mol氫氣。

(3)若乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3OCH3,設(shè)CH3OCH3的物質(zhì)的量為1 mol;甲基上的氫全部反應(yīng),生成3 mol氫氣。

(4)2.3 g乙醇的物質(zhì)的量為0.05 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56 L氫氣的物質(zhì)的量為0.025 mol,所以每摩爾乙醇與鈉反應(yīng)提供的氫原子為1 mol。所以,乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)為CH3CH2OH。

(5)該實(shí)驗(yàn)原理是測(cè)出一定量乙醇與鈉反應(yīng)(放熱)生成氫氣的體積,并據(jù)此計(jì)算乙醇分子中能與金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目,據(jù)此推斷結(jié)構(gòu),氣密性好才能收集到氣體;乙醇的量,氫氣的體積準(zhǔn)確,定量計(jì)算結(jié)論才正確;鈉足量才能保證乙醇完全反應(yīng);由于2.3 g乙醇與足量金屬鈉反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣約0.56 L,所以廣口瓶中水的體積應(yīng)大于560 mL。