Question

4．蔗糖是生活中常見的一種物質(zhì)，某小組同學對“蔗糖的組成”進行了探究．
【猜想】在自然界綠色植物通過光合作用將二氧化碳和水轉化成葡萄糖和氧氣，葡萄糖進一步轉化為蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素．
【設計實驗】方案一：甲同學將蔗糖在氧氣中燃燒，檢驗到生成物中有水和二氧化碳．甲同學認為，蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的．
（1）甲同學的結論是否合理，理由是不合理，因為蔗糖在氧氣中燃燒，生成物中有水和二氧化碳，說明蔗糖中含有氫元素和碳元素，反應物中有氧氣參加，因此不能確定蔗糖中是否含有氧元素．
方案二：乙同學用如圖所示裝置進行實驗，實驗開始先通入一會兒氮氣，然后關閉彈簧夾，點燃酒精燈給蔗糖加強熱使其分解．．

（2）在燒杯中觀察到小燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠現(xiàn)象，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素．
（3）觀察到硬質(zhì)玻璃管中殘留有黑色固體，同學們認為該黑色固體是單質(zhì)碳．請你利用如圖所示裝置，用兩種不同方法進行實驗，驗證黑色固體是單質(zhì)碳，并完成下表內(nèi)容．

方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	化學方程式
1
2

【實驗結論】蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的．
【拓展交流】（4）方案二中，先通入一會兒氮氣的原因是排出裝置中的空氣，避免對實驗產(chǎn)生干擾．
（5）取m₁g蔗糖進行乙同學的實驗，并測得其中碳的質(zhì)量為m₂g，若要確定一個蔗糖分子中碳原子的個數(shù)，還應知道的數(shù)據(jù)是水的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生成物可以判斷反應物的元素組成情況；
（2）根據(jù)水蒸氣遇冷變成小水珠進行分析；
（3）根據(jù)碳具有可燃性和還原性進行分析；
（4）根據(jù)排出裝置中的空氣，避免對實驗產(chǎn)生干擾解答；
（5）根據(jù)確定蔗糖中的原子個數(shù)需要知道各種元素的質(zhì)量，然后再與各元素的相對原子質(zhì)量進行比較，得出元素個數(shù)比．

解答 解：（1）通過分析可知，甲同學的方案不合理，這是因為蔗糖在氧氣中燃燒，生成物中有水和二氧化碳，說明蔗糖中含有氫元素和碳元素，反應物中有氧氣參加，因此不能確定蔗糖中是否含有氧元素；
（2）觀察到小燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素；
（3）碳具有可燃性和還原性，所以

方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	化學方程式
1	小燒杯中加入適量的澄清石灰水，通入氧氣，點燃酒精燈	①硬紙玻璃管中的黑色固體劇烈燃燒，發(fā)出白光； ②澄清石灰水變渾濁	Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
2	小燒杯中加入適量的澄清石灰水，放入氧化銅和剩余物質(zhì)混合，點燃酒精燈	黑色物質(zhì)變成紅色，澄清石灰水變渾濁	2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO2↑

（4）方案二中，先通入一會兒氮氣的原因是排出裝置中的空氣，避免對實驗產(chǎn)生干擾；
（5）確定蔗糖中的原子個數(shù)需要知道各種元素的質(zhì)量，然后再與各元素的相對原子質(zhì)量進行比較，得出元素個數(shù)比，所以取m₁g蔗糖進行乙同學的實驗，并測得其中碳的質(zhì)量為m₂g，若要確定一個蔗糖分子中碳原子的個數(shù)，還應知道的數(shù)據(jù)是：水的質(zhì)量．
故答案為：（1）案不合理，因為蔗糖在氧氣中燃燒，生成物中有水和二氧化碳，說明蔗糖中含有氫元素和碳元素，反應物中有氧氣參加，因此不能確定蔗糖中是否含有氧元素；
（2）小燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠；
（3）

方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	化學方程式
1	小燒杯中加入適量的澄清石灰水，通入氧氣，點燃酒精燈	①硬紙玻璃管中的黑色固體劇烈燃燒，發(fā)出白光； ②澄清石灰水變渾濁	Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
2	小燒杯中加入適量的澄清石灰水，放入氧化銅和剩余物質(zhì)混合，點燃酒精燈	黑色物質(zhì)變成紅色，澄清石灰水變渾濁	2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO2↑

（4）排出裝置中的空氣，避免對實驗產(chǎn)生干擾；
（5）水的質(zhì)量．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．