Question

為了測(cè)定乙醇的結(jié)構(gòu)式，有人設(shè)計(jì)了用無(wú)水酒精與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和測(cè)定氫氣體積的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．可供選用的實(shí)驗(yàn)儀器如圖所示：

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）測(cè)量氫氣體積的正確裝置是

B

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

增大無(wú)水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng)

．
（4）已知無(wú)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(guò)量），收集到390mL（視作標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體．則一個(gè)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(jiǎn)式為

CH₃CH₂OH

而不是

CH₃-O-CH₃

．
（5）實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的結(jié)果偏高，可能引起的原因是

AB

（填寫(xiě)編號(hào)）．
A．本實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行
B．無(wú)水酒精中混有微量甲醇
C．無(wú)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(qiáng)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(jì)算出乙醇的物質(zhì)的量，由于鈉過(guò)量，乙醇完全反應(yīng)，根據(jù)氫氣的物質(zhì)的量計(jì)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(xiàng)的實(shí)驗(yàn)操作分析對(duì)測(cè)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(wú)法確定體積上都是不可取的；裝置D、E是明顯的干擾項(xiàng)，滴定管測(cè)量體積精確，容易誤選，實(shí)際上本實(shí)驗(yàn)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(méi)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?jī)?nèi)壓力一致，可以使無(wú)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(wú)水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應(yīng)，故答案為：增大無(wú)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(guò)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(gè)C₂H₆O分子中，只有1個(gè)H可以被Na置換，這說(shuō)明C₂H₆O分子里的6個(gè)H中，有1個(gè)與其他5個(gè)是不同的，乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂OH，而不是CH₃-O-CH₃，
故答案為：1；CH₃CH₂OH；CH₃-O-CH₃；
（5）A．本實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，測(cè)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(wú)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(cè)定結(jié)果偏高，故B正確；
C．無(wú)水酒精與鈉的反應(yīng)不夠完全，會(huì)導(dǎo)致生成的氫氣的物質(zhì)的量偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故C錯(cuò)誤；
故答案為：AB．

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