Question

4．蔗糖是生活中常見的一種物質(zhì)，某小組同學(xué)對“蔗糖的組成”進(jìn)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(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣，葡萄糖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素．
【設(shè)計實驗】方案一：甲同學(xué)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(xué)認(rèn)為，蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的．
（1）甲同學(xué)的結(jié)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(yīng)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(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，實驗開始先通入一會兒氮氣，然后關(guān)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(xué)們認(rèn)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(jìn)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(xué)方程式
1
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【實驗結(jié)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(jìn)行乙同學(xué)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(yīng)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(yīng)物的元素組成情況；
（2）根據(jù)水蒸氣遇冷變成小水珠進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)碳具有可燃性和還原性進(jìn)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(jìn)行比較，得出元素個數(shù)比．

解答 解：（1）通過分析可知，甲同學(xué)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(yīng)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(xué)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(jìn)行比較，得出元素個數(shù)比，所以取m₁g蔗糖進(jìn)行乙同學(xué)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．