Question

16．經(jīng)測定乙醇的化學(xué)式是C₂H₆O，由于有機(jī)物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測乙醇的結(jié)構(gòu)可能是圖1兩種之一．

為測定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用物質(zhì)的特殊性進(jìn)行定性、定量實(shí)驗(yàn)．現(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請甲、乙、丙、丁四位同學(xué)直接利用如圖2給定裝置開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定乙醇的結(jié)構(gòu)．
（1）學(xué)生甲得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

乙醇的物質(zhì)的量/mol	氫氣的體積/L
0.10	1.12（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷乙醇的結(jié)構(gòu)為Ⅰ（用Ⅰ、Ⅱ表示），理由為得到H₂的體積說明乙醇分子中有一個H與其他五個H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)Ⅰ
（2）同學(xué)乙分別準(zhǔn)確稱量4.60g 乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以排開量筒內(nèi)的體積作為生成的H₂體積，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況后都小于1.12L，如果忽略量筒本身及乙同學(xué)讀數(shù)造成的誤差，那么乙認(rèn)為可能是由于樣品中含有少量水造成的，你認(rèn)為正確嗎？不正確（填“正確”或“不正確”）．如果你認(rèn)為正確，請說明理由；如果你認(rèn)為不正確，那產(chǎn)生這種情況的原因應(yīng)該是什么？廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒計算在內(nèi)
（3）同學(xué)丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有：①裝置氣密性要良好，②實(shí)驗(yàn)開始前準(zhǔn)確確定乙醇的量，③鈉足量，④廣口瓶內(nèi)水必須充滿，⑤氫氣體積的測算方法正確、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確．其中正確的有①②③⑤．（填序號）
（4）同學(xué)丁不想通過稱量乙醇的質(zhì)量來確定乙醇的量，那么他還需要知道的數(shù)據(jù)是所給乙醇樣品的密度和體積．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)乙醇能和金屬鈉反應(yīng)生成氫氣來推測乙醇中含有醇羥基；
（2）根據(jù)金屬鈉和乙醇以及水的反應(yīng)來計算，會發(fā)現(xiàn)等質(zhì)量的水產(chǎn)生的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)者可能會存在的干擾因素：裝置中含有空氣，氣密性不好會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，金屬鈉和乙醇的量的相對多少等因素來分析判斷得出結(jié)論；
（4）根據(jù)m=ρV可以間接計算質(zhì)量，不用稱量質(zhì)量的多少．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1mol C₂H₆O與足量的鈉反應(yīng)，產(chǎn)生11.2L H₂，即0.5mol H₂，也就是1mol H．說明1個C₂H₆O分子中只有1個氫原子被Na置換，故結(jié)構(gòu)式為Ⅰ而不是Ⅱ，
故答案為：Ⅰ；得到H₂的體積說明乙醇分子中有一個H與其他五個H不同，從而確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)Ⅰ；                                          
（2）乙同學(xué)認(rèn)為樣品中含少量水是錯誤的，因?yàn)?Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，等質(zhì)量的水產(chǎn)生的氫氣比等質(zhì)量的乙醇多，應(yīng)大于1.12L，真正的原因是廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒計算在內(nèi)，混有水產(chǎn)生的氫氣大于1.12L；可能乙醇中混有丙醇等雜質(zhì)；或者加入的鈉不夠，
故答案為：不正確；廣口瓶與量筒之間玻璃導(dǎo)管中水柱的體積沒計算在內(nèi)；
（3）同學(xué)丙關(guān)于實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵的五點(diǎn)中，只有④是不必要的，因?yàn)榉磻?yīng)的燒瓶和導(dǎo)管中都存在空氣，并不影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，
故答案為：①②③⑤；
（4）同學(xué)丁不想稱量乙醇的質(zhì)量，則只有量取其體積，因此必須知道乙醇的密度和體積，故答案為：所給乙醇樣品的密度和體積．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力，測量氣體體積的方法及分析誤差的能力，是一個探究性實(shí)驗(yàn)，難度較大．