Question

為了測定乙醇的結(jié)構(gòu)式，有人設(shè)計了用無水酒精與鈉反應(yīng)的實驗裝置和測定氫氣體積的裝置進(jìn)行實驗．可供選用的實驗儀器如圖所示：

請回答以下問題：
（1）測量氫氣體積的正確裝置是

B

（填寫編號）．
（2）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是

C

（填寫編號）．
A．防止無水酒精揮發(fā)       B．保證實驗裝置不漏氣    C．使無水酒精容易滴下
（3）實驗前預(yù)先將一小塊鈉在二甲苯中熔化成若干個小鈉珠，冷卻后倒入燒瓶中，其目的是

增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng)

．
（4）已知無水酒精的密度為0.789g?cm^-3，移取2.0mL酒精，反應(yīng)完全后（鈉過量），收集到390mL（視作標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體．則一個乙醇分子中能被鈉取代出的氫原子數(shù)為

1

，由此可確定乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為

CH₃CH₂OH

而不是

CH₃-O-CH₃

．
（5）實驗所測定的結(jié)果偏高，可能引起的原因是

AB

（填寫編號）．
A．本實驗在室溫下進(jìn)行
B．無水酒精中混有微量甲醇
C．無水酒精與鈉的反應(yīng)不夠完全．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)收集到390mL（視作標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體及裝置的合理性進(jìn)行判斷；
（2）根據(jù)分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接的導(dǎo)管，可以保證壓強相等進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素進(jìn)行分析；
（4）計算出乙醇的物質(zhì)的量，由于鈉過量，乙醇完全反應(yīng)，根據(jù)氫氣的物質(zhì)的量計算出乙醇中能夠被鈉取代氫原子數(shù)；根據(jù)氫原子數(shù)確定乙醇的結(jié)構(gòu)；
（5）根據(jù)選項的實驗操作分析對測定結(jié)果的影響．

解答：解：（1）由于反應(yīng)放出的氣體體積數(shù)較大（390mL），而裝置C在收集方法與無法確定體積上都是不可取的；裝置D、E是明顯的干擾項，滴定管測量體積精確，容易誤選，實際上本實驗因放出氣體體積達(dá)390mL，又只需三位有效數(shù)字（密度數(shù)值限制），而滴定管沒有400mL的容量，中途續(xù)換將導(dǎo)致誤差，所以使用裝置B，
故答案為：B；
（2）導(dǎo)管使分液漏斗液面上方壓力與蒸餾燒瓶內(nèi)壓力一致，可以使無水乙醇順利流下，所以C正確，故答案為：C；
（3）二甲苯不參與反應(yīng)，但與乙醇互溶可以增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng)，故答案為：增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng)；
（4）乙醇的質(zhì)量為：m（C₂H₆O）=2.0mL×0.789g?cm^-3=1.578g，則乙醇的物質(zhì)的量為：n（C₂H₆O）=1.578g/46g?mol^-1=0.0343mol，
由于0.0343molC₂H₆O與過量的Na完全反應(yīng)可以生成0.390L H₂，則1.00 mol C₂H₆O與Na反應(yīng)能生成11.37 L H₂，約為0.5 mol H₂，也就是約為1mol H，即1個C₂H₆O分子中，只有1個H可以被Na置換，這說明C₂H₆O分子里的6個H中，有1個與其他5個是不同的，乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂OH，而不是CH₃-O-CH₃，
故答案為：1；CH₃CH₂OH；CH₃-O-CH₃；
（5）A．本實驗在室溫下進(jìn)行，測定的氫氣的體積偏大，氫氣的物質(zhì)的量偏大，乙醇分子中能夠被鈉置換的氫原子數(shù)偏高，故A正確；
B．無水酒精中混有微量甲醇，導(dǎo)致羥基的物質(zhì)的量增大，產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量偏大，測定結(jié)果偏高，故B正確；
C．無水酒精與鈉的反應(yīng)不夠完全，會導(dǎo)致生成的氫氣的物質(zhì)的量偏小，測定結(jié)果偏低，故C錯誤；
故答案為：AB．

點評：本題考查了測定乙醇的結(jié)構(gòu)式，這是一道將實驗、計算、確定有機物分子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實驗設(shè)計與實驗原理兼有的綜合性實驗題；解題中必須前后聯(lián)系，分析題干與設(shè)問，尤其是設(shè)問（4）所創(chuàng)設(shè)的情景、數(shù)據(jù)，即所取無水酒精的體積少（只有2.0mL），使之充分與鈉反應(yīng)是本實驗的關(guān)鍵，此外反應(yīng)放出的氣體體積數(shù)較大（390mL），因此問題（1）的答案顯然只能是B，本題難度中等．