Question

葡萄糖是生命体所需能量的主要来源。

【提出问题】葡萄糖的燃烧产物是CO₂和H₂O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？

【实验设计】为了确定葡萄糖的元素组成，某实验小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl₂均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                                。

（2）装置B中浓硫酸的作用是                                        。

（3）装置C处氧化铜的作用是                                        。

【方案评价】

（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？          （填“是”或“否”），原因是                               。

（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是                                           

（至少答1条）。

【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成。

实验事实	数据分析及结论
1.8 g葡萄糖完全燃烧，得到2.64 g CO2和1.08 g H2O	数据分析：                                                                                                                                               结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素

【讨论交流】为了尽量减少误差：

（1）该实验在进行过程中应注意的问题是                                          

（答1条）。

（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见：_______

_____________________________                               

Answer 1

【实验设计】（1）2H₂O₂2H₂O＋O₂↑   （2）吸收从A中逸出的水蒸气

（3）将葡萄糖不完全燃烧产生的少量 CO 氧化成 CO₂，保证葡萄糖中的碳都转化为 CO₂

【方案评价】（1）否     空气中的 CO₂ 会干扰实验结果的测定    （2）在密闭体系里燃烧（或反应物均为纯净物或用酒精灯隔着玻璃管加热，使可燃物的温度达到着火点等）

【数据处理】若葡萄糖中只含有 C、H 两种元素，则需 O₂ ：2.64 g+1.08 g-1.8 g=1.92 g，而 2.64 g CO₂ 中氧元素的质量为2.64 g×32÷44=1.92 g，1.08 g H₂O 中氧元素的质量为1.08 g×16÷18=0.96 g，因为产物中共有氧元素1.92 g+0.96 g=2.88 g，2.88 g ＞1.92 g，所以，葡萄糖含有 C、H、O 三种元素

【讨论交流】（1）先通氧气再加热（或通过 B 中气泡的多少控制 O₂ 产生的速率等） 

（2）将 F 换成装有碱石灰的干燥管，同时吸收空气中的 CO₂ 和 H₂O，减小实验误差（或在 A、B 之间加一个空集气瓶，用导气管连接等）

解析：【实验设计】（1）过氧化氢分解生成水和氧气，可据此写出化学方程式。（2）浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氧气。（3）C 处氧化铜的作用是将葡萄糖不完全燃烧产生的 CO 与 CuO 反应转化为 CO₂，保证葡萄糖中的碳元素都转化为 CO₂，被固体 NaOH 吸收，减小计算碳元素质量时的误差。【方案评价】（1）空气中含有 CO₂，会干扰实验结果的测定。（2）本实验设计特点是：物质在密闭容器中燃烧，防止其他物质的干扰（或反应物都是纯净物或酒精灯隔着玻璃管加热，使可燃物的温度达到着火点等）。【数据处理】根据质量守恒定律知，参加反应的氧气质量=2.64 g+1.08 g-1.8 g=1.92 g，CO₂ 中氧元素的质量=2.64 g×32÷44=1.92 g，H₂O 中氧元素的质量=1.08 g×16÷18=0.96 g，1.92 g+0.96 g ＞1.92 g，故葡萄糖中含有 C、H、O 三种元素；也可以通过计算出 CO₂ 中碳元素的质量和 H₂O 中氢元素的质量，二者之和与葡萄糖的质量（1.8 g）比较大小，确定葡萄糖中是否含有氧元素。【讨论交流】（1）注意的问题有：先通氧气，后加热，防止容器内的 CO₂ 对实验结果有影响（或控制 O₂ 的反应速率，以防气流将葡萄糖和 CuO 混合等）。（2）改进意见：将 F 改为装有碱石灰的干燥管，防止空气中的CO₂ 和 H₂O 进入 E 中，影响实验结果（或在A、B之间加一个空集气瓶，控制氧气的流量）。