Question

（11分）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物？
【實驗設(shè)計】 為了確定葡萄糖的元素組成，某小組設(shè)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(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(shè)計特點是                               （至少1條）。
【數(shù)據(jù)處理】下表是同學(xué)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(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）該實驗在進行過程中應(yīng)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(shè)計】（1）(2分)
（2）(2) 吸收從A中溢出的水蒸氣（1分）
（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（1分）
【方案評價】
(1)否 （1分） 空氣中的CO₂會干擾實驗結(jié)果的測定
(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，達到著火點等）（1分）
【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2.64g CO₂中氧的質(zhì)量為2.64g×32÷44 = 1.92g，1.08g H₂O中氧的質(zhì)量為1.08g×16÷18 = 0.96g,因為產(chǎn)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（2分，其中質(zhì)量守恒定律思路1分，質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算1分）
【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(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）（1分）
(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（或A、B間加一個空集氣瓶，用導(dǎo)氣管連接等）（1分）

分析：【實驗設(shè)計】（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(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）從定量實驗的角度看，要防止其它物質(zhì)進入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：【實驗設(shè)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
（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(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，葡萄糖燃燒時可能也產(chǎn)生一氧化碳，為了測定精確，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(zhì)量的測定．
（2）裝置C處葡萄糖燃燒的設(shè)計特點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，達到著火點等）．
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)質(zhì)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(zhì)量為2.64g×32÷44=1.92g，1.08gH₂O中氧的質(zhì)量為1.08g×16÷18=0.96g，即生成物中總的氧元素質(zhì)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(yīng)，要先通氧氣再加熱；可通過B中氣泡的多少來O₂控制產(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）從定量實驗的角度看，為了防止F中的物質(zhì)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(chǎn)生的二氧化碳，把氫氧化鈉固體換成溶液．
故答案為：【實驗設(shè)計】（1）；（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
【方案評價】
（1）否；空氣中的CO₂會干擾實驗結(jié)果的測定；（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(zhì)量為2.64g×32÷44=1.92g，1.08gH₂O中氧的質(zhì)量為1.08g×16÷18=0.96g，因為產(chǎn)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(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，同時吸收空氣中的CO₂和H₂O，減少實驗誤差．
點評：本題是一道綜合實驗題，主要考查學(xué)生運用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．