1、发表于教学仪器与实验061一道高考化学实验题评析与商榷 上海南汇中学 （201300） 王辉考题（05江苏19）请按要求填空： 为了测定乙醇分子的结构简式是CH3OCH3还是CH3CH2OH，实验室利用如图所示的实验装置，测定乙醇与钠反应（H0）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： 指出实验装置中的错误_。 若实验中用含有少量水的乙醇代替相同质量的无水乙醇，相同条件下，测得的氢气体积将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 请指出能使该实验安全、顺利进行的关键实验步骤 （至少指出两个关键步骤）_。评析 该题是一个定量实验题，通过测定金属钠与乙醇反应
2、产生H2的体积，计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目，从而确定乙醇分子的结构简式。要求学生对实验装置的合理性进行判断；分析试剂不纯对实验结果的影响及指出该实验安全顺利进行的关键步骤等。该实验用排液法测量H2的体积，作为排液装置的广口瓶中导管的安装不正确，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（即短进长出）。若乙醇中含有少量水，水也能与金属钠反应且水与反应产生的H2的关系式与乙醇相同（2H2O H2，2CH3CH2OH H2），由于水的摩尔质量小于乙醇的摩尔质量，会造成等质量的水与足量金属钠反应产生的H2比乙醇多，因此相同条件下测得的氢气体积将偏大。该题具有一定的开放性，根
3、据命题者给我们提供的实验装置，使实验准确顺利进行的步骤很多，参考答案给我们提供仅仅是浅层次的面上操作：检查实验装置的气密性；加入稍过量的金属钠；从漏斗中缓慢滴加无水乙醇。商榷 高考命题专家不知是否真正做过该实验，从该实验装置来看存在许多问题，（1）要准确确定乙醇的结构简式必须准确测量出乙醇的体积，而分液漏斗无法准确测出乙醇的体积；（2）实验中要确保乙醇彻底反应完，加入的金属钠要过量，实际上乙醇与金属钠反应比较慢，反应持续时间较长不利于气体的测量，所以不应是从漏斗中缓慢滴加无水乙醇，而是从适当的仪器中准确放出一定体积的乙醇到烧瓶中，甚至要稍加热一下，以加快反应速率；（3）从分液漏斗中加入烧瓶中的
4、乙醇的体积也占有一定空间，对H2体积的测定会产生一定的误差；（4）该题采用排液法测定H2的体积，必然会带来这样的问题，广口瓶和量筒之间的玻璃管中的留有液体无法顺利排入到量筒中，肯定会造成误差；（5）钠与乙醇反应是一个放热反应，反应中放出的热量使反应容器内气体体积膨胀，导致广口瓶中排出的水量增多，冷却至室温后排入量筒中的水无法再回到广口瓶中导致实验误差；（6）量筒是一种粗量液体体积的容器，不能准确测量液体体积，会造成读数误差。笔者做过该实验，要准确确定乙醇的结构简式有一定难度，至少在如下几个方面要加以注意：（1）准确测量乙醇液体的体积，（2）装置的气密性要非常良好，（3）不宜采用排液法收集H2，
5、可以采用排水收集法和量气管量气法等其它方法，（4）要使乙醇彻底反应完且反应速率要快等。据此本人利用以下两种实验装置做过该实验，装置图如下： 装置A 装置B用装置A进行乙醇结构式的确定，其操作如下：酸式滴定管中加入无水乙醇并将液面调整在0刻度以下，在具支试管里加入一定量的金属钠（保证钠与加入的乙醇反应时过量），再加入少量的苯（起到稀释剂的作用），从酸式滴定管中放出0.50mL乙醇，轻轻振荡具支试管，稍微加热以下，乙醇与金属钠快速发生反应，及时调整量气管中液面与左侧液面水平，反应结束后冷却至室温，根据反应前后量气管内液面的刻度V1mL、V2mL，则反应产生H2的体积为（V2V10.50）mL，再转
6、换成标准状况下H2的体积求出H2的物质的量，最后根据反应的关系式和推理确定乙醇的结构式。用装置B进行乙醇结构式的确定，其实验步骤如下：用电子天平称量一支10mL干燥空青霉素瓶的质量w 1mg，然后用医用注射器吸入少量无水乙醇，向青霉素瓶中注入10滴无水乙醇，再用电子天平称量其质量为W2mg，则加入无水乙醇的质量m（乙醇）（W2W1）mg。向青霉素瓶中加入1毫升苯作为无水乙醇的稀释剂，在橡胶塞的内侧固定一个大头针，在大头针的另一端插上一小块金属钠，再将连在输液器上的针头，按照实验装置图所示的方式插入橡胶塞，然后将带有大头针和针头的橡胶塞塞紧到青霉素瓶中，注意不要让钠与苯乙醇的混合液接触，调整右侧量气管使左右两侧液面保持水平，记下量气管中液面刻度V1mL。倾斜青霉素瓶使钠与乙醇反应，随着反应进行及时调整量气管中液面，反应结束后冷却到室温，记下量气管中液面刻度为V2mL。则在该实验温度下反应产生的H2的体积为（V2V1）mL。结合相关公式求出H2的物质的量，根据钠与乙醇反应的关系式计算并推理则可以确定乙醇的结构式。高考化学实验试题负有选拔功能，应当能够经得起实验的检验，而作为高考命题专家也应当具有丰富的实验经验。高考资源网 2006精品资料系列