Question

5．乙醇是一種環境友好的有機溶劑．
（1）酒精檢測儀中的反應原理為：C₂H₅OH+4X（橙紅色）+6H₂S0₄=2Cr₂SO₄）₃（綠色）+2C0₂↑+9H₂O，則物質X的化學式為CrO₃．
（2）在催化劑作用下，乙醇與氧氣、氫氧化鈉在燃料電池中反應生成水和另一種常見的物質，同時產生電能，請你完成該反應的化學方程式：C₂H₅0H+30₂+4Na0H$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$Na₂CO₃+5H₂0
（3）現有一瓶無色、有特殊氣味的液體，是甲醇（CH₃OH）或乙醇（C₂H₅OH）．通過測定該液體充分燃燒后生成的二氧化碳和水的質量可確定是哪種物質，解釋原理．
（4）固體物質W在水、乙醇兩種溶劑中的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示．下列說法錯誤的是d．
a．物質W能溶解在水和乙醇中
b．t₁℃時，物質W在水中的溶解度為mg
c．t₂℃時，物質W在水中與在乙醇中的溶解度相同
d．將t₁℃時物質W的飽和水溶液升溫至t₂℃有晶體析出．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，據此由反應的化學方程式推斷反應物X的化學式；
（2）根據化學反應前后各原子的種類及個數不變分析解決問題；
（3）根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類質量不變來解釋即可；
（4）根據固體物質w在水、乙醇兩種溶劑中的溶解度隨溫度變化的曲線圖，可以判斷物質w在水和乙醇中的溶解性；可以查出t₁℃時，物質w在水中的溶解度；根據w的溶解度隨溫度變化的變化情況，可以確定升溫后是否有溶質從溶液中結晶析出；可以比較同一物質在同一溫度下、不同溶劑中的溶解度大小．

解答 解：（1）根據反應的化學方程式C₂H₅OH+4X（橙紅色）+6H₂SO₄═2Cr₂（SO₄）₃（綠色）+2CO₂↑+9H₂O，反應物中碳、氫、氧、硫原子個數分別為2、18、25、6，反應后的生成物中鉻、碳、氫、氧、硫原子個數分別為4、2、18、37、6，根據反應前后原子種類、數目不變，則4X中含有4個鉻原子和12個氧原子，則每個X分子由1個鉻原子和3個氧原子構成，則物質X的化學式為CrO₃；
（2）依據化學反應前后各原子的種類及個數不變可知：該物質中應該含有4個鈉原子兩個碳原子和6個氧原子，所以該物質是碳酸鈉；
（3）反應后生成了二氧化碳和水，則根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類質量不變，則反應物中一定含有C、H元素；
已知生成的二氧化碳和水的質量，則根據二氧化碳和水的質量，利用某元素的質量=化合物的質量×該元素的質量分數可求出碳元素和氫元素的質量比；
再根據碳元素和氫元素的質量比即可求得碳元素與氫元素的原子個數比；最后與反應前甲醇和乙醇中的碳氫個數比對照，即可知道是哪種物；
（4）a、從該物質在水和乙醇中的溶解度曲線不難看出，該物質既能溶于水，也能溶于乙醇，故選項說法正確；
b、根據物質W在水中的溶解度曲線可知，在t₁℃時，w在水的溶解度是mg，故選項說法正確；
c、由于在t₂℃時，物質w在兩種溶劑中的溶解度曲線交于一點，說明該物質在這兩種溶劑中的溶解度相等，故選項說法正確；
d、由于物質w在水中的溶解度隨溫度的升高而增大，因此升溫時它的飽和水溶液不會有晶體析出，反而會變成不飽和溶液，故選項說法錯誤．
故選：d．
故答案為：（1）CrO₃；
（2）Na₂CO₃；
（3）反應后生成了二氧化碳和水，則根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類質量不變，則反應物中一定含有C、H元素；
已知生成的二氧化碳和水的質量，則根據二氧化碳和水的質量，利用某元素的質量=化合物的質量×該元素的質量分數可求出碳元素和氫元素的質量比；
再根據碳元素和氫元素的質量比即可求得碳元素與氫元素的原子個數比；最后與反應前甲醇和乙醇中的碳氫個數比對照，即可知道是哪種物；
（4）d．

點評 本題難度不大，利用化學反應前后元素守恒、原子守恒來確定物質的化學式是正確解題的關鍵．