Question

11．為了測定乙醇的結構式，有人設計了無水酒精與鈉反應的實驗裝置和測定氫氣體積的測量裝置．

（1）關閉圖A裝置中的止水夾a，開啟活塞b，液體往下滴，直至全部流入燒瓶．試判斷B裝置是否漏氣無法確定（填“漏氣”“不漏氣”或“無法確定”）；原因由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶．．
（2）裝置B中讀數時應該使量筒或右側玻璃導管的高度使兩容器中液面相平，視線與凹液面的最低點相平．
（3）實驗前預先將小塊鈉在二甲苯中融化成小鈉珠，冷卻后倒入燒瓶中，其目的是增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應．
（4）如果將此實驗的數據視作標準狀況下的數據，無水酒精的密度為ρ g•cm^-3，V mL酒精反應完全后，量筒內的液面讀數為m mL，則乙醇分子中能被鈉取代的氫原子數可表示為$\frac{23m}{5600ρV}$．（用含上述字母的代數式表示即可）
（5）若實驗所測定的結果偏高，可能引起的原因是①②（填寫編號）．
①反應完畢立刻讀數
②無水酒精中混有少量甲醇
③無水酒精與鈉的反應不夠完全
④排水后量氣裝置導管內有水殘留．

Answer 1

分析 （1）檢查裝置的氣密性原理通常是想辦法造成裝置不同部位有壓強差，并產生某種明顯現象，如氣泡的生成，水柱生成，液面升降，由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶；
（2）讀取量筒中排出液體的體積讀數需要
（3）增大固體表面積可以加快反應速率；
（4）根據2H～H₂來計算；
（5）測定結果偏高的原因，根據上述算式知，測定的體積偏大，或醇的物質的量偏小，即室溫下進行或無水酒精中混有微量甲醇．

解答 解：（1）由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶，如檢查是否漏氣，應用止水夾夾住橡皮管，再觀察分液漏斗中的液體是否能滴入燒瓶，如不能滴入，則說明不漏氣．
故答案為：無法確定，由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶．
（2）適當調節裝置中量筒或右側玻璃導管的高度使兩容器中液面相平，讀數時要求視線與凹液面的最低點相平，
故答案為：量筒或右側玻璃導管的高度使兩容器中液面相平，視線與凹液面的最低點相平；
（3）將鈉熔成小珠，是為了增大乙醇與鈉的接觸面積，提高反應速率，使乙醇與鈉充分反應，故答案為：增大無水乙醇與鈉的接觸面積，使之充分反應；
（4）無水酒精的物質的量為：$\frac{ρg/ml×Vml}{46g/mol}$，氣體的物質的量為$\frac{m×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，則2H～H₂知能被鈉取代出的氫原子為$\frac{m×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$×2，所以一個乙醇分子中能被鈉取代出的氫原子數為$\frac{\frac{m×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}×2}{\frac{ρg/cm×Vml}{46g/mol}}$=$\frac{23m}{5600ρV}$，
故答案為：$\frac{23m}{5600ρV}$； 
（5）測定結果偏高的原因，根據上述算式知，測定的體積偏大，或醇的物質的量偏小，即室溫下進行或無水酒精中混有微量甲醇，
①反應完畢立刻讀數測定的體積偏大，
②無水酒精中混有少量甲醇測定的體積偏大，
③無水酒精與鈉的反應不夠完全，測定氣體體積減小，
④排水后量氣裝置導管內有水殘留測定的體積偏小，
故選：①②，
故答案為：①②；

點評 本題考查了物質組成的成分探究實驗分析判斷，該題是中等難度的試題，有利于調到學生的學習興趣，激發學生學習化學的積極性．該題既有定性分析，也有定量計算，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計能力，提升學生的學科素養，增強學生的學習自信心和學習效率．