测定乙醇的结构式
一、【实验探讨】
有所学知识可知，分子式为C2H6O的结构简式有两种：CH3CH2-OH,CH3-O-CH3。由结构式可知，当乙醇的结构式为第一种情况时，则与钠反应断开的键为羟基上的氢氧键，则产生氢气的量与所用乙醇的量的关系为2:1的；若乙醇的结构式为第二种情况，则因为所有氢的化学环境相同，则产生氢气的量与所消耗的乙醇的量为3:1的关系。因此，有以上分析我们可知，当产生氢气的量与加入乙醇的量为2:1的关系时，乙醇的结构式为CH3CH2-OH，当产生氢气的量与加入乙醇的量的3:1的关系时，则乙醇的结构式为CH3-O-CH3。
二、【实验原理】
钠与乙醇反应，生成乙醇钠并逸出氢气。由于生成的乙醇钠包在钠的表面，使反应缓慢，甚至中止。采用加热（使钠与乙醇钠熔融）与搅拌的方法，改进集气装置，能有效地提高氢气得率。
三、【实验装置】
四、【实验步骤及现象 】
4.1步骤
(1) 按实验装置图装好实验装置，在试管里放入已擦干煤油和去除氧化膜的钠粒（半个黄豆大小），试管的胶塞中央，插人一个事先抽入0.4mL无水乙醇的注射器。
(2) 经检查装置的气密性后，缓慢挤压注射器慢慢的加人0.1rnL无水乙醇，同时尽量摇动试管，使钠与无水乙醇充分接触一段时间后在加入一些乙醇，加入量不宜过多，速度也不宜过快，同时用量筒用排水法收集生成的氢气。当反应接近停止时，可将试管稍稍加热。等到没有气体产生、使装置冷却到室温时，准确读出量筒上的刻度，这就是室温下0.4mL无水乙醇与足量钠反应生成氢气的体积。
4.2现象
钠与乙醇接触后钠渐渐的融化成小球，同时钠表面有大量气泡生成，反应较剧烈但是不如钠与水来的剧烈，用手摸量筒外壁有烫烫的感觉，排水法收集到了氢气的体积为47.0ml
五、【实验数据处理及结论】
5.1数据处理
（1）在量筒中总共收集到1V=47.0ml的水，即可说明实验中产生了47.0ml的氢气。 实验时室温1T=20.8℃=293.95K 大气压1P=101.330Kpa
（2）换算成标况下的氢气体积，
而0.4ml乙醇的量可产生的氢气体积（标况）
5.2结论
通过实验数据的计算可知乙醇的结果式为CH3CH2-OH。
（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 |
标准状况下0.56L氢气的物质的量为
| 0.56L |
| 22.4L/mol |
所以每摩尔乙醇与钠反应提供的氢原子为
| 1mol |
| 0.05mol |
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．
| （1）①用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧的火焰的上方，烧杯内壁有水珠生成 ②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰的上方，石灰水变浑浊 （2）乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量 （3）不需要 （4）① D B E A F C ② 1；CH 3 CH 2 OH；CH 3 —O—CH 3 （5）AB |
| 试题分析：（1）①有机物中的H元素燃烧时生成H 2 O，所以用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧的火焰的上方，烧杯内壁有水珠生成可证明物质含氢元素。 ②有机物中的C元素燃烧时生成CO 2 ，所以将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰的上方，石灰水变浑浊，可证明物质含碳元素。 （2）根据二氧化碳和水的质量。可求出C、H元素的质量，与乙醇的质量对比，即可判断出乙醇还含有碳元素。 （3）根据乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量可求出C、H、O原子的个数比为：2:6:1，根据C、H、O的成键情况可知，乙醇的分子式只能为C 2 H 6 O，所以不需要测定乙醇的相对分子质量，即可确定乙醇的分子式。 （4）①分液漏斗与烧瓶相连为反应装置，气体通过E短导管进入A，A中的水沿F进入量筒，所以仪器的连接想、顺序为： D B E A F C ②乙醇的物质的量为：2.0mL×0.789g?cm -3 ÷46g/mol=0.034mol；生成的氢气为：0.39L÷22.4L/mol=0.017mol，所以 乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为1；可确定乙醇的结构为CH 3 CH 2 OH，而不是CH 3 —O—CH 3 （5）A、本实验在室温下进行，气体摩尔体积大于22.4L/mol,造成结果偏高，正确；B、因为相同质量的甲醇反应生成的氢气更多，无水酒精中混有微量甲醇会造成结果偏高，正确；C、无水酒精与钠反应不够完全，生成的氢气偏少，则结果偏低，错误。 |
故答案为：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管插入水槽，微热烧瓶，右侧导管若有气泡冒出，冷却后形成一段水柱，且一段时间内水柱不变化，证明装置气密性良好．
（2）原来装置中有空气，但反应后装置中仍有氢气，故排出的气体的体积即为氢气的体积，故答案为：不正确；
（3）如果实验开始前b导管内充满水，则量筒中排出的水的体积即为氢气的体积；而当导管中未充满水时，排到量筒中的水的体积偏小，则导致实验结果偏小，故答案为：偏小；
（4）1.15g C2H6O的物质的量n=
m
M
=
1.15g
46g/mol
=0.025mol，生成氢气的物质的量n=
V
Vm
=
0.28L
22.4L/mol
=0.0125mol，即2mol C2H6O～1molH2
～2molH，可知在C2H6O中能被钠置换的H原子只有1个，即有1个H原子与其他5个不同，故可知C2H6O的结构为Ⅱ，故答案为：Ⅱ．
| （1）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）关闭分液漏斗活塞，手捂烧瓶，插入液面下的导气管液面上升，则装置气密性良好。 （3）加入稍过量的金属钠 （4）偏大 （5）乙醇挥发、仰视读数、俯视读数、未冷却到室温读数、读数时量筒液面和广口瓶中液面不相平、插入量筒中的导气管中有水等合理答案都可。 |
