Question

葡萄糖是生命體所需能量的主要來源．
【提出問題】葡萄糖的燃燒產(chǎn)物是CO₂和H₂O，由此能否證明葡萄糖是只由碳元素和氫元素組成的有機(jī)物？
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】為了確定葡萄糖的元素組成，某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)（其中濃硫酸、無水CaCl₂均為常用干燥劑，部分固定裝置省略）．

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）裝置B中濃硫酸的作用是

 

（3）裝置C處氧化銅的作用是

 

．
【方案評(píng)價(jià)】
（1）用充有空氣的儲(chǔ)氣球代替裝置A，是否更有利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行？

 

（填“是”或“否”），原因是

 

．
（2）裝置C處葡萄糖燃燒的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是

 

（至少1條）．
【數(shù)據(jù)處理】下表是同學(xué)們填寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，請(qǐng)你幫助完成．

實(shí)驗(yàn)事實(shí)	數(shù)據(jù)分析及結(jié)論
1.8g葡萄糖完全燃燒，得到2.64g CO2和1.08g H2O	數(shù)據(jù)分析：     結(jié)論：葡萄糖含有C、H、O三種元素

【討論交流】為了盡量減少誤差：
（1）該實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過程中應(yīng)注意的問題是

 

（1條）
（2）從定量實(shí)驗(yàn)的角度看，該實(shí)驗(yàn)是否可進(jìn)一步改進(jìn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出一個(gè)改進(jìn)意見：

 

．

Answer 1

分析：【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】（1）根據(jù)過氧化氫的性質(zhì)和二氧化錳的催化作用回答．
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性回答．
（3）根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)回答．
【方案評(píng)價(jià)】（1）根據(jù)空氣中也含有二氧化碳回答．
（2）根據(jù)葡萄糖燃燒裝置的密閉性回答．
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由葡萄糖的質(zhì)量和生成物的總質(zhì)量求出參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)二氧化碳和水中的氧元素的質(zhì)量求出總氧元素的質(zhì)量，并把它與氧氣的質(zhì)量對(duì)比，看葡萄糖中是否含有氧元素．
【討論交流】（1）從控制反應(yīng)速率的角度分析回答，防止由于反應(yīng)過快造成不良后果．
（2）從定量實(shí)驗(yàn)的角度看，要防止其它物質(zhì)進(jìn)入E裝置，致使二氧化碳的質(zhì)量不準(zhǔn)或氫氧化鈉固體不能充分吸收二氧化碳．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下能迅速分解生成氧氣和水，方程式為2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
（2）由A處生成的氧氣中含有水蒸氣，濃硫酸有吸水性，可以吸收從A中溢出的水蒸氣，以便進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)．
（3）本實(shí)驗(yàn)需測(cè)定葡萄糖中碳元素的質(zhì)量，原理是根據(jù)氫氧化鈉吸收的二氧化碳的質(zhì)量求碳元素的質(zhì)量，葡萄糖燃燒時(shí)可能也產(chǎn)生一氧化碳，為了測(cè)定精確，要將葡萄糖不完全燃燒產(chǎn)生的少量CO氧化成CO₂，氧化銅通過與一氧化碳反應(yīng)能保證葡萄糖中的碳都轉(zhuǎn)化為CO₂．
【方案評(píng)價(jià)】（1）空氣中也含有二氧化碳，會(huì)影響葡萄糖燃燒生成的二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定．
（2）裝置C處葡萄糖燃燒的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是在密閉體系里燃燒（或反應(yīng)物均為純凈物或用酒精燈隔著玻璃管加熱，達(dá)到著火點(diǎn)等）．
【數(shù)據(jù)處理】而2.64gCO₂中碳的質(zhì)量為2.64g×

12

44

×100%=0.72g，1.08gH₂O中氫的質(zhì)量為1.08g×

1×2

18

×100%=0.12g，產(chǎn)物中共有碳?xì)渲��?.72g+0.12g=0.84g．【討論交流】（1）為了使葡萄糖與氧氣充分反應(yīng)，要先通氧氣再加熱；可通過B中氣泡的多少來控制O₂產(chǎn)生的速度，防止氣流過快，沖走葡萄糖和氧化銅，堵塞導(dǎo)氣管；要控制反應(yīng)物的量，防止反應(yīng)過快熱量來不及散發(fā)而引起試管炸裂；氧氣要足量，防止燃燒不充分；反應(yīng)結(jié)束，待冷卻后再稱量D、E的質(zhì)量等．
（2）從定量實(shí)驗(yàn)的角度看，為了防止F中的物質(zhì)進(jìn)入E干擾二氧化碳的測(cè)定，將F換成裝有NaOH的干燥管，同時(shí)吸收空氣中的CO₂和H₂O，減少實(shí)驗(yàn)誤差；為了充分吸收燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，把氫氧化鈉固體換成溶液．
故答案為：【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】（1）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；（2）吸收從A中溢出的水蒸氣；
（3）將葡萄糖不完全燃燒產(chǎn)生的少量CO氧化成CO₂，保證葡萄糖中的碳都轉(zhuǎn)化為CO₂
【方案評(píng)價(jià)】
（1）否；空氣中的CO₂會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定；（2）在密閉體系里燃燒（或反應(yīng)物均為純凈物或用酒精燈隔著玻璃管加熱，達(dá)到著火點(diǎn)等）；
【數(shù)據(jù)處理】而2.64gCO₂中碳的質(zhì)量為2.64g×

12

44

×100%=0.72g，1.08gH₂O中氫的質(zhì)量為1.08g×

1×2

18

×100%=0.12g，產(chǎn)物中共有碳?xì)渲��?.72g+0.12g=0.84g．【討論交流】
（1）先通氧氣再加熱（或通過B中氣泡的多少來控制O₂產(chǎn)生的速度，防止氣流過快，沖走葡萄糖和氧化銅，堵塞導(dǎo)氣管或控制反應(yīng)物的量，防止反應(yīng)過快熱量來不及散發(fā)而引起試管炸裂或氧氣足量防止燃燒不充分或反應(yīng)結(jié)束，待冷卻后再稱量D、E的質(zhì)量等）；
（2）將F換成裝有NaOH的干燥管，同時(shí)吸收空氣中的CO₂和H₂O，減少實(shí)驗(yàn)誤差．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合實(shí)驗(yàn)題，主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．