Question

某學(xué)習(xí)小組對教材實驗“在200mL燒杯中放入20g蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁），加入適量水，攪拌均勻，然后再加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸，迅速攪拌”進(jìn)行如下探究．
（1）觀察現(xiàn)象：蔗糖先變黃，再逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀黑色物質(zhì)，同時聞到刺激性氣味．壓縮“黑色面包”時，感覺較硬，放在水中呈漂浮狀態(tài)．
同學(xué)們由上述現(xiàn)象推測出下列結(jié)論：
①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性  ②濃硫酸具有吸水性  ③蔗糖炭化得到的碳連成整體，碳原子間形成了化學(xué)鍵 ④濃硫酸具有酸性 ⑤黑色物質(zhì)具有強(qiáng)吸附性．其中依據(jù)不充分的是

②④

（填序號）；
（2）為了驗證蔗糖與濃硫酸反應(yīng)生成的氣態(tài)產(chǎn)物，同學(xué)們設(shè)計了如下裝置：

試回答下列問題：
①上圖A中應(yīng)選用下列裝置

Ⅱ

（填編號）．

②B裝置所裝試劑是

品紅溶液

；D裝置中試劑的作用是

檢驗SO₂是否被除盡

；E裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是

溶液變渾濁

；
③A裝置中使蔗糖變黑的化學(xué)反應(yīng)方程式為

C₁₂H₂₂O₁₁

濃硫酸

12C+11H₂O

；④F裝置中酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺的原因是

CO氣體能還原熱的酸性高錳酸鉀

；
其反應(yīng)的離子方程式是

5CO+6H⁺+2MnO₄-

△   .

5CO₂↑+2Mn²⁺+3H₂O

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)觀察到的現(xiàn)象逐一分析，根據(jù)現(xiàn)象分析濃硫酸具有的性質(zhì)；
（2）①根據(jù)題干中描述蔗糖加入水和濃硫酸的反應(yīng)不需要加熱，需要控制濃硫酸的加入速度分析判斷；
②根據(jù)流程實驗裝置圖，結(jié)合反應(yīng)生成的氣體性質(zhì)、反應(yīng)需要的條件、發(fā)生反應(yīng)的特征，進(jìn)行分析判斷；
③依據(jù)蔗糖的組成元素為氫、碳、氧元素，濃硫酸具有脫水性進(jìn)行書寫化學(xué)方程式，從實驗流程最后剩余的產(chǎn)物分析判斷；
④依據(jù)蔗糖滴入濃硫酸后通過現(xiàn)象分析可能生成的氣體成分進(jìn)行分析，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)書寫；

解答：解：（1）實驗觀察到的現(xiàn)象：蔗糖先變黃，再逐漸變黑，蔗糖的組成元素為碳、氫、氧，說明有碳單質(zhì)生成，證明濃硫酸的脫水作用，體積膨脹說明有氣體生成，形成疏松多孔的海綿狀黑色物質(zhì)，同時聞到刺激性氣味，碳單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳和有刺激性氣味的二氧化硫，表現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，壓縮“黑色面包”時，感覺較硬，放在水中呈漂浮狀態(tài)，證明生成的碳部分和濃硫酸反應(yīng)，大多數(shù)碳連成整體，碳原子間形成了化學(xué)鍵，有較大的表面積具有吸附性．濃硫酸的吸水性是吸收水蒸氣，酸性是表現(xiàn)氫離子的性質(zhì)，上述過程中沒有體現(xiàn)濃硫酸的吸水性和酸性；故答案為：②④；
（2）①驗證蔗糖與濃硫酸反應(yīng)生成的氣態(tài)產(chǎn)物，虛線框A應(yīng)是濃硫酸使蔗糖炭化的裝置，不需加熱，濃硫酸要用分液漏斗逐量加入，炭化時蔗糖的體積會膨脹，反應(yīng)容器要大，密封故選Ⅱ裝置；故答案為：Ⅱ；
②依據(jù)裝置的流程判斷B裝置是驗證含有二氧化硫氣體的裝置，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體有：CO₂、SO₂、CO，所裝試劑是品紅溶液，C裝置是為了準(zhǔn)確驗證二氧化碳?xì)怏w的存在，用高錳酸鉀溶液把二氧化硫除去的裝置，D裝置的品紅溶液是為了驗證二氧化硫氣體是否除凈的裝置，反應(yīng)生成的氣體中有二氧化碳，通入足量氫氧化鋇溶液會生成碳酸鋇沉淀，所以現(xiàn)象是出現(xiàn)白色沉淀；故答案為：品紅溶液或溴水溶液  檢驗SO₂是否被除盡  溶液變渾濁；
③裝置中使蔗糖變黑，是利用濃硫酸的脫水性把蔗糖中的氫元素和氧元素按2：1脫去，
發(fā)生的反應(yīng)為C₁₂H₂₂O₁₁

濃硫酸

12C+11H₂O；故答案為：C₁₂H₂₂O₁₁

濃硫酸

12C+11H₂O；
④產(chǎn)生的氣體有：CO₂、SO₂、CO，CD裝置把二氧化硫氣體除去并驗證是否除凈的裝置，E裝置是用足量氫氧化鋇溶液能全部吸收二氧化碳?xì)怏w，最后剩余的氣體只有可能是一氧化碳?xì)怏w，CO氣體能還原熱的酸性高錳酸鉀，發(fā)生的反應(yīng)離子方程式結(jié)合書寫原則寫出并配平，5CO+6H⁺+2MnO₄-

△   .

5CO₂↑+2Mn²⁺+3H₂O；
故答案為：CO氣體能還原熱的酸性高錳酸鉀  5CO+6H⁺+2MnO₄-

△   .

5CO₂↑+2Mn²⁺+3H₂O．

點評：本題考查了濃硫酸的性質(zhì)實驗驗證，主要是通過濃硫酸的強(qiáng)氧化性、脫水性的實驗現(xiàn)象和產(chǎn)物，進(jìn)行實驗裝置分析和設(shè)計，關(guān)鍵是蔗糖脫水的炭化現(xiàn)象中所發(fā)生的副反應(yīng)生成的產(chǎn)物的判斷．