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：________

________________________________________________________________________．

Answer

[实验设计]（1）2H2O22H2O＋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．