Question

10．为了测定乙醇的结构式，有人设计了用无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的装置进行实验．可供选用的实验仪器如图所示．

请回答下列问题：
（1）测量氢气体积的正确装置是B（填写编号，下同）．
（2）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是C．
a．防止无水酒精挥发
b．保证实验装置不漏气
c．使无水酒精容易滴下
（3）实验前预先将小块钠在二甲苯中熔化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶中，其目的是增大无水乙醇与钠的接触面积，使之充分反应．
（4）若将此实验的数据均在标准状况下测定，无水酒精的密度为ρ g•cm^-3，V mL酒精反应完全后，量筒内的液面读数为a mL，则乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为$\frac{46a}{11200Vρ}$．
（5）若实验所测定的结果偏高，引起的原因可能是b．
a．反应速率太快
b．无水酒精中混有少量甲醇
c．读数时量筒内的液面高于广口瓶内的液面．

Answer 1

分析 （1）氢气密度比空气小，不能排空气法收集，只能排水法收集，D试管无刻度，液体的体积无法读出，E中滴定管下端液体的体积无法读出；
（2）分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管能使烧瓶与分液漏斗中压强保持一致，便于液体滴下；
（3）将小块钠在二甲苯中熔化成小钠珠，增大固体表面积可以加快反应速率；
（4）依据2CH₃CH₂OH～H₂解答；
（5）根据选项的实验操作分析对测定结果的影响．

解答 解：（1）氢气密度比空气小，不能排空气法收集，只能排水法收集，D试管无刻度，液体的体积无法读出，E中滴定管下端液体的体积无法读出，所以只能选B，
故选：B；
（2）A部分中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管能使烧瓶与分液漏斗中压强保持一致，分液漏斗的液柱差使乙醇易于滴下，
故选：C；
（3）将小块钠在二甲苯中熔化成小钠珠，增大固体表面积可以加快反应速率，使乙醇与钠充分反应，
故答案为：增大无水乙醇与钠的接触面积，使之充分反应；
（4）无水酒精的物质的量为：$\frac{ρg•cm-1×VmL}{46g/mol}$，气体的物质的量为$\frac{a×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，则2H～H₂知能被钠取代出的氢原子为$\frac{a×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$×2，所以一个乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为：$\frac{\frac{a×10{\;}^{-3}L}{22.4L/mol}×2}{\frac{ρg•cm{\;}^{-1}×VmL}{46g/mol}}$=$\frac{46a}{11200Vρ}$；
故答案为：$\frac{46a}{11200Vρ}$；
（5）a．反应速率太快，对产生氢气体积不产生影响，测定结果不变，故a不选；
b．无水酒精中混有微量甲醇，导致羟基的物质的量增大，产生的氢气的物质的量偏大，测定结果偏高，故b选；
c．读数时量筒内的液面高于广口瓶内的液面，导致排除液体体积偏小，测定结果偏低，故c不选；
故选：b．

点评 本题考查了物质组成的成分探究实验分析判断，将实验、计算、确定有机物分子结构相结合，实验设计与实验原理兼有的综合性实验题，题目难度中等，侧重培养学生规范严谨的实验设计能力，有利于调到学生的学习兴趣，激发学生学习化学的积极性．