Question

【題目】葡萄糖是生命體所需能量的主要來源．

[提出問題]葡萄糖的完全燃燒產物是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？

[實驗設計]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________________________________________（至少寫1條）．

[數據處理]下表是同學們填寫的實驗報告，請你幫助完成．

實驗事實	數據分析及結論
1.8g葡萄糖完全燃燒，得到2.64g CO2和1.08g H2O	數據分析：________________ ________________________ ________________________ 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________________________________________

____________________________________________________________________（寫1條）．

（2）從定量實驗的角度看，該實驗可進一步改進，請簡要寫出一個改進意見：________

________________________________________________________________________．

Answer 1

【答案】[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）

[數據處理]若葡萄糖中只含有C、H兩種元素，則需O2為2.64g＋1.08g－1.8g－1.92g，而2.64g CO2中氧的質量為2.64g×32÷44＝1.92g，1.08g H2O中氧的質量為1.08g×16÷18＝0.96g，產物中共有氧1.92g＋0.96g＝2.88g＞1.92g

[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產生O2的速率，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換成裝有固體NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO2和H2O，減少實驗誤差（或A、B間加一個空集氣瓶，用導氣管連接等）

【解析】實驗原理是用無水CaCl2和固體NaOH分別吸收葡萄糖燃燒生成的H2O和CO2，根據無水CaCl2和固體NaOH增加的質量得出葡萄糖燃燒生成的H2O和CO2的質量，根據化學反應中元素質量守恒可知，生成的H2O中H的質量即為葡萄糖中H的質量，CO2中C的質量即為葡萄糖中C的質量，再將C和H的質量和與參加反應的葡萄糖的質量進行比較，即可判斷出葡萄糖中是否含O元素，進而得出結論．[實驗設計]A裝置是產生氧氣的發生裝置，由于從導管出來的氧氣中混有水蒸氣，會對實驗結果產生影響，因此，在裝置C前用濃硫酸將水蒸氣除去；由于葡萄糖燃燒可能會產生少量CO，因此裝置C中用氧化銅將CO轉化為CO2，以保證葡萄糖中的碳都轉化為CO2．[方案評價]由于空氣中含有CO2，因此，用充有空氣的儲氣球代替裝置A會對實驗結果產生影響；裝置C密閉，使測定結果更準確．[討論交流]實驗在進行過程中應注意的問題可從通氧氣與加熱的先后順序、產生氧氣的速率、氧氣量的多少、稱量D和E裝置的時間等方面來考慮；該實驗需要改進的地方可從F裝置的作用考慮，F裝置用來吸收外界空氣中可能對該實驗結果產生影響的成分，濃硫酸只能吸收水分，不能吸收二氧化碳，因此，可考慮將濃硫酸換成固體氫氧化鈉，這樣實驗結果會更準確．