题目
题型:不详难度: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?
【设计实验】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 (至少一条)。
【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2.64gCO2和1.08gH2O | 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 (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: 。
答案
方案评价:(1)否,空气中有少量二氧化碳;(2)隔绝空气
数据处理:2.64g二氧化碳中含有碳元素0.72g,1.08g水中含有氢元素0.12g
碳氢元素的质量之和为0.84g小于1.8g葡萄糖的质量
讨论交流:(1)控制A中产生氧气的速率 (2)尾气处理
解析
(2)根据浓硫酸的吸水性回答.
(3)根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质回答.
【方案评价】(1)根据空气中也含有二氧化碳回答.
(2)根据葡萄糖燃烧装置的密闭性回答.
【数据处理】根据质量守恒定律,由葡萄糖的质量和生成物的总质量求出参加反应的氧气的质量,再根据二氧化碳和水中的氧元素的质量求出总氧元素的质量,并把它与氧气的质量对比,看葡萄糖中是否含有氧元素.
【讨论交流】(1)从控制反应速率的角度分析回答,防止由于反应过快造成不良后果.
(2)从定量实验的角度看,要防止其它物质进入E装置,致使二氧化碳的质量不准或氢氧化钠固体不能充分吸收二氧化碳.
解答:解:【实验设计】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能迅速分解生成氧气和水,方程式为2H2O22H2O+O2↑.
(2)由A处生成的氧气中含有水蒸气,浓硫酸有吸水性,可以吸收从A中溢出的水蒸气,以便进行后续实验.
(3)本实验需测定葡萄糖中碳元素的质量,原理是根据氢氧化钠吸收的二氧化碳的质量求碳元素的质量,葡萄糖燃烧时可能也产生一氧化碳,为了测定精确,要将葡萄糖不完全燃烧产生的少量CO氧化成CO2,氧化铜通过与一氧化碳反应能保证葡萄糖中的碳都转化为CO2.
【方案评价】(1)空气中也含有二氧化碳,会影响葡萄糖燃烧生成的二氧化碳质量的测定.
(2)装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是在密闭体系里燃烧(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】根据质量守恒定律,葡萄糖燃烧需O2:2.64g+1.08g-1.8g=1.92g,而2.64gCO2中氧的质量为2.64g×32÷44=1.92g,1.08gH2O中氧的质量为1.08g×16÷18=0.96g,即生成物中总的氧元素质量为1.92g+0.96g=2.88g,2.88g>1.92g,所以,葡萄糖含有C、H、O三种元素.
【讨论交流】(1)为了使葡萄糖与氧气充分反应,要先通氧气再加热;可通过B中气泡的多少来O2控制产生的速度,防止气流过快,冲走葡萄糖和氧化铜,堵塞导气管;要控制反应物的量,防止反应过快热量来不及散发而引起试管炸裂;氧气要足量,防止燃烧不充分;反应结束,待冷却后再称量D、E的质量等.
(2)从定量实验的角度看,为了防止F中的物质进入E干扰二氧化碳的测定,将F换成装有NaOH的干燥管,同时吸收空气中的CO2和H2O,减少实验误差;为了充分吸收燃烧产生的二氧化碳,把氢氧化钠固体换成溶液.
故答案为:【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O2:2.64g+1.08g-1.8g=1.92g,而2.64gCO2中氧的质量为2.64g×32÷44=1.92g,1.08gH2O中氧的质量为1.08g×16÷18=0.96g,因为产物中共有氧1.92g+0.96g=2.88g>1.92g,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中气泡的多少来O2控制产生的速度,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NaOH的干燥管,同时吸收空气中的CO2和H2O,减少实验误差.
核心考点
试题【(2011年四川成都,18题)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】;主要考察你对实验室制取气体的思路等知识点的理解。[详细]
举一反三
实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如下图:
其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式是:。请回答下列问题:
(1)B装置中发生反应的化学方程式是 .
(2)C装置无明显现象,C装置的作用是 。
D装置中浓硫酸的作用是 。
(3)E装置中的实验现象是 。
(4)F装置的作用是 、 。
实验二:铝粉和氧化铁粉末反应(铝热反应)
实验装置如下图:
图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起,使四周都有四层,点燃镁条后观察到的现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中。
实验后老师作了如下提示:实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件,铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式 。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的 (填“氧化”或“还原”)性。
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣,激发了探究热情。
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗?
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。
【实验方案】
实验组别 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
实验1 | 取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。 | 黑色粉末变成 色 固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈无色。 | Zn和CuO能发生置换反应。 |
实验2 | 取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。 | 发生爆炸,黑色粉末变成红色。 固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈 色。 | |
实验3 | 取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。 | 粉末无变化 | Cu、Fe2O3不能反应。 |
【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应,有些不能反应。
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与 的反应相似。
[查阅资料]碳酸氢钠受热易完全分解,生成水、二氧化碳气体和一种常见固体物质,该固体物质含有三种元素,且为纯净物。
[进行实验一]为了验证碳酸氢钠受热时会分解,该兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热,如图16所示。
加热一段时间后,观察小烧杯内壁有 现象,证明有水生成;通过向烧杯中加入澄清石灰水证明有二氧化碳生成。
[提出问题]碳酸氢钠充分加热后固体产物是什么?
[作出猜想]猜想Ⅰ:固体产物是Na2CO3。
猜想Ⅱ: (请完成猜想Ⅱ)。
[进行实验二]下表是该兴趣小组同学设计的实验方案,用来检验碳酸氢钠分解后固体产物的成分,请你完成方案:
实验操作 | 预期实验现象 | 结论 |
| 有气泡冒出 | |
取少量固体样品于试管中,加入足量盐酸 | | 猜想Ⅱ结论正确 |
[拓展应用]碳酸氢钠常用来治疗胃酸过多,但对于患有胃溃疡(胃粘膜溃烂)的病人在胃酸(可用盐酸表示)过多时,却不宜服用碳酸氢钠,其原因是 (用化学方程式表示)。
结合下列实验装置图回答有关问题
Ⅰ、仪器a的名称是________。
Ⅱ、用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式是________。二氧化碳的收集方法是________。
Ⅲ、符合启普发生原理的装置是________(填编号)。
②制取二氧化碳后剩余溶液的成分探究(假设二氧化碳已完全放出,杂质不溶于水且不参加反应):
甲、乙两同学分析认为剩余溶液中一定含有氯化钙,可能有盐酸。为验证是否含有盐酸,他们采用了不同方法进行实验,得到了相同的结论。
查找资料:氯化钙溶液呈中性
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
甲 | 取样于试管中,滴加________试液 | 试液变红 | 有盐酸 |
乙 | 取样于试管中,逐滴滴加碳酸钠溶液至过量 | ________ |
丙同学取样于试管中,滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,由此得出和甲、乙一致的结论。甲、乙认为丙的实验设计不合理。理由是________。
③从剩余溶液中得到尽可能多的氯化钙固体。
同学们认为加入稍过量的________(填化学式),经________、蒸发等操作后即可完成。
某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究。
【提出猜想】1.该混合气体只含有一氧化碳、氢气
2.该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
3.该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
4.该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
【查阅资料】a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c.浓硫酸具有强烈的吸水性,常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
(1)装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论为混合气体中有 。B中变化的化学方程式为 。
(2)装置C中的药品为 。
(3)E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是 ; E中的变化说明氧化铜具有 性。
【实验结论】猜想 正确。
【实验反思】
经过讨论,同学们将上图中装置C~H进行了简化,只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中,干燥管中碱石灰的作用为 , 烧杯上能观察到的现象是 。最后一步的实验操作及现象是 。
(1)发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与 、 等物质共同作用才会生锈,铁生锈发生氧化反应,放出热量。
(2)试推测发热剂成分氯化钠的作用是 ,从而更快的放出热量;“暖足贴”的发热还应用了活性炭具有 性。
(3)打开用过的“暖足贴”,兴趣小组的同学们发现原先黑色的铁粉颜色变成了红棕色。他们想到了金属的回收及利用的重要性,考虑能否用学过的知识将之还原成铁粉。于是,他们在实验室找来炭粉及Fe2O3粉末,在做完图乙所示实验后,发现澄清石灰水变浑浊,试管中粉末全部变为黑色。
A组一同学将黑色粉末倒在纸上,发现纸竟然烧起来了,原因是 ;另一同学立即用一块湿抹布进行扑盖,火马上熄灭,试说明灭火原理 。
(4)B组同学在正确操作之后,取少量黑色粉末,加入足量稀硫酸充分振荡,但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解,试管中也未产生预期的气泡,这说明该反应并没有生成 。
(5)A、B组同学查阅资料,得到关于铁的氧化物相关信息如下:
根据以上信息,试写出图乙实验中炭粉与Fe2O3发生反应的化学方程式
经分析后,A、B同学试着提高反应温度后,实验出现了预期的现象。
(6)两组同学联想到还原性气体H2,通过继续查阅资料发现酒精灯火焰的温度在600℃左右,而H2还原氧化铜所需温度大约在250℃,他们按图丙所示进行实验,看到了预期现象,写出试管中反应的方程式 。
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