题目内容
【题目】葡萄糖是生命体所需能量的主要来源.
[提出问题]葡萄糖的完全燃烧产物是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________________________________________(至少写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 |
1.8g葡萄糖完全燃烧,得到2.64g CO2和1.08g 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________________________________________
____________________________________________________________________(写1条).
(2)从定量实验的角度看,该实验可进一步改进,请简要写出一个改进意见:________
________________________________________________________________________.
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【答案】[实验设计](1)2H2O2
2H2O+O2↑
(2)吸收从A中溢出的水蒸气
(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,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为2.64g+1.08g-1.8g-1.92g,而2.64g CO2中氧的质量为2.64g×32÷44=1.92g,1.08g H2O中氧的质量为1.08g×16÷18=0.96g,产物中共有氧1.92g+0.96g=2.88g>1.92g
[讨论交流]
(1)先通氧气再加热(或通过B中气泡的多少来控制产生O2的速率,防止气流过快,冲走葡萄糖和氧化铜,堵塞导气管;或控制反应物的量,防止反应过快热量来不及散发而引起试管炸裂;或氧气足量防止燃烧不充分;或反应结束,待冷却后再称量D、E的质量等)
(2)将F换成装有固体NaOH的干燥管,同时吸收空气中的CO2和H2O,减少实验误差(或A、B间加一个空集气瓶,用导气管连接等)
【解析】实验原理是用无水CaCl2和固体NaOH分别吸收葡萄糖燃烧生成的H2O和CO2,根据无水CaCl2和固体NaOH增加的质量得出葡萄糖燃烧生成的H2O和CO2的质量,根据化学反应中元素质量守恒可知,生成的H2O中H的质量即为葡萄糖中H的质量,CO2中C的质量即为葡萄糖中C的质量,再将C和H的质量和与参加反应的葡萄糖的质量进行比较,即可判断出葡萄糖中是否含O元素,进而得出结论.[实验设计]A装置是产生氧气的发生装置,由于从导管出来的氧气中混有水蒸气,会对实验结果产生影响,因此,在装置C前用浓硫酸将水蒸气除去;由于葡萄糖燃烧可能会产生少量CO,因此装置C中用氧化铜将CO转化为CO2,以保证葡萄糖中的碳都转化为CO2.[方案评价]由于空气中含有CO2,因此,用充有空气的储气球代替装置A会对实验结果产生影响;装置C密闭,使测定结果更准确.[讨论交流]实验在进行过程中应注意的问题可从通氧气与加热的先后顺序、产生氧气的速率、氧气量的多少、称量D和E装置的时间等方面来考虑;该实验需要改进的地方可从F装置的作用考虑,F装置用来吸收外界空气中可能对该实验结果产生影响的成分,浓硫酸只能吸收水分,不能吸收二氧化碳,因此,可考虑将浓硫酸换成固体氢氧化钠,这样实验结果会更准确.