Question

（2011年四川成都，18題）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物？
【設計實驗】為了確定葡萄糖的元素組成，某小組設計了如下實驗（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)生反應的化學方程式是          ；
（2）裝置B中濃硫酸的作用是      。
（3）裝置C處氧化銅的作用是        。
【方案評價】
（1）用充有空氣的儲氣球代替裝置A，是否更有利于實驗的進行？    （填“是”或“否”）原因是        。
（2）裝置C處葡萄糖燃燒的設計特點是                （至少一條）。
【數(shù)據(jù)處理】下表是同學們填寫的實驗報告，請你幫助完成。

實驗事實	數(shù)據(jù)分析及結論
1.8g葡萄糖完全燃燒，得到2.64gCO2和1.08gH2O	數(shù)據(jù)分析：                                                                                                                                          結論：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）該實驗在進行過程中應注意的問題是              （1條）。
（2）從定量實驗的角度看，該實驗是否可進一步改進？請簡要寫出一個改進意見：       。

Answer 1

實驗設計：（1）2H₂O₂2H₂O＋O₂↑；（2）干燥氧氣；（3）檢驗葡萄糖與氧氣是否反應生成一氧化碳
方案評價：（1）否，空氣中有少量二氧化碳；（2）隔絕空氣
數(shù)據(jù)處理：2.64g二氧化碳中含有碳元素0.72g，1.08g水中含有氫元素0.12g
碳氫元素的質量之和為0.84g小于1.8g葡萄糖的質量
討論交流：（1）控制A中產生氧氣的速率 （2）尾氣處理

分析：【實驗設計】（1）根據(jù)過氧化氫的性質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，可被氧化成二氧化碳的性質回答．
【方案評價】（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)質量守恒定律，由葡萄糖的質量和生成物的總質量求出參加反應的氧氣的質量，再根據(jù)二氧化碳和水中的氧元素的質量求出總氧元素的質量，并把它與氧氣的質量對比，看葡萄糖中是否含有氧元素．
【討論交流】（1）從控制反應速率的角度分析回答，防止由于反應過快造成不良后果．
（2）從定量實驗的角度看，要防止其它物質進入E裝置，致使二氧化碳的質量不準或氫氧化鈉固體不能充分吸收二氧化碳．
解答：解：【實驗設計】（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2H₂O₂2H₂O+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，以便進行后續(xù)實驗．
（3）本實驗需測定葡萄糖中碳元素的質量，原理是根據(jù)氫氧化鈉吸收的二氧化碳的質量求碳元素的質量，葡萄糖燃燒時可能也產生一氧化碳，為了測定精確，要將葡萄糖不完全燃燒產生的少量CO氧化成CO₂，氧化銅通過與一氧化碳反應能保證葡萄糖中的碳都轉化為CO₂．
【方案評價】（1）空氣中也含有二氧化碳，會影響葡萄糖燃燒生成的二氧化碳質量的測定．
（2）裝置C處葡萄糖燃燒的設計特點是在密閉體系里燃燒（或反應物均為純凈物或用酒精燈隔著玻璃管加熱，達到著火點等）．
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)質量守恒定律，葡萄糖燃燒需O₂：2.64g+1.08g-1.8g=1.92g，而2.64gCO₂中氧的質量為2.64g×32÷44=1.92g，1.08gH₂O中氧的質量為1.08g×16÷18=0.96g，即生成物中總的氧元素質量為1.92g+0.96g=2.88g，2.88g＞1.92g，所以，葡萄糖含有C、H、O三種元素．
【討論交流】（1）為了使葡萄糖與氧氣充分反應，要先通氧氣再加熱；可通過B中氣泡的多少來O₂控制產生的速度，防止氣流過快，沖走葡萄糖和氧化銅，堵塞導氣管；要控制反應物的量，防止反應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；反應結束，待冷卻后再稱量D、E的質量等．
（2）從定量實驗的角度看，為了防止F中的物質進入E干擾二氧化碳的測定，將F換成裝有NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO₂和H₂O，減少實驗誤差；為了充分吸收燃燒產生的二氧化碳，把氫氧化鈉固體換成溶液．
故答案為：【實驗設計】（1）2H₂O₂2H₂O+O₂↑；（2）吸收從A中溢出的水蒸氣；
（3）將葡萄糖不完全燃燒產生的少量CO氧化成CO₂，保證葡萄糖中的碳都轉化為CO₂
【方案評價】
（1）否；空氣中的CO₂會干擾實驗結果的測定；（2）在密閉體系里燃燒（或反應物均為純凈物或用酒精燈隔著玻璃管加熱，達到著火點等）；
【數(shù)據(jù)處理】若葡萄糖中只含有C、H兩種元素，則需O₂：2.64g+1.08g-1.8g=1.92g，而2.64gCO₂中氧的質量為2.64g×32÷44=1.92g，1.08gH₂O中氧的質量為1.08g×16÷18=0.96g，因為產物中共有氧1.92g+0.96g=2.88g＞1.92g，所以，葡萄糖含有C、H、O三種元素；
【討論交流】
（1）先通氧氣再加熱（或通過B中氣泡的多少來O₂控制產生的速度，防止氣流過快，沖走葡萄糖和氧化銅，堵塞導氣管或控制反應物的量，防止反應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結束，待冷卻后再稱量D、E的質量等）；
（2）將F換成裝有NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO₂和H₂O，減少實驗誤差．