问题 问答题

某中学化学兴趣小组对乙醇的分子结构进行探究,

其过程如下:

猜想一:乙醇结构是CH3CH2OH

猜想二:乙醇结构是CH3OCH3

制定并实施方案:按右图所示实验装置,测定乙醇与钠反应(放热)生成氢气的体积,并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目.

试回答下列问题:

(1)指出实验装置中的错误______.

(2)如果实验装置和操作正确,且结论符合猜想一,则参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比可能为:______.

(3)如果实验装置和操作正确,且结论符合猜想二,则参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比可能为:______.

(4)如果实验装置正确,实验结果为2.3g乙醇与足量金属钠反应时产生了标准状况下的氢气约0.56L,则乙醇的结构应为______,理由是______.

(5)该实验获得成功的关键,除了需要纠正图中的装置错误以外,还需注意下列问题中的______(用序号填写).

①装置的气密性良好;②实验开始前准确测定乙醇的量;③钠足量;④广口瓶中水的体积大于560mL;⑤氢气的体积测算准确.

答案

(1)利用排水测定生成氢气的体积,广口瓶中进气导管不应插入水中,排水导管应插到广口瓶底部,

故答案为:广口瓶中进气导管不应插入水中,排水导管应插到广口瓶底部;

(2)若乙醇结构是CH3CH2OH,令CH3CH2OH的物质的量为1mol;

只有羟基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为0.5mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:0.5;

只有甲基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为1.5mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:1.5;

只有亚甲基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为1mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:1;

若甲基、亚甲基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为2.5mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:2.5;

若甲基、羟基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为2mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:2;

若亚甲基、羟基上的氢反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为1.5mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:1.5;

若甲基、亚甲基上、羟基的氢全部反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为3mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:3;

故答案为:1:0.5; 1:1.5; 1:1;  1:2.5;1:2;1:3.

(3)若乙醇结构是CH3OCH3,令CH3OCH3的物质的量为1mol;

甲基上的氢全部反应,根据氢原子守恒,生成氢气的物质的量为3mol,参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比为1:3.

故答案为:1:3;

(4)2.3g乙醇的物质的量为

2.3g
46g/mol
=0.05mol,

标准状况下0.56L氢气的物质的量为

0.56L
22.4L/mol
=0.025mol,

所以每摩尔乙醇与钠反应提供的氢原子为

1mol
0.05mol
×0.025mol×2=1mol,

所以,乙醇的结构应为CH3CH2OH,故答案为:CH3CH2OH;1mol乙醇中只有1mol活泼H;

(5)该实验原理是测出一定量乙醇与钠反应(放热)生成氢气的体积,并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目,据此推断结构.

气密性好才能收集到气体;

乙醇的量,氢气的体积准确,定量计算结论才正确;

钠足量才能保证乙醇完全反应;

由于2.3g乙醇与足量金属钠反应时产生了标准状况下的氢气约0.56L,所以广口瓶中水的体积大于560mL;

故选:①②③④⑤.

单项选择题
填空题