Question

【題目】蔗糖是生活中常見的一種物質，某興趣小組對“蔗糖的組成”進行了探究。

（作出猜想）小組同學認為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。

（實驗驗證）

方案一：小明將蔗糖在氧氣中燃燒，檢驗到生成物中有水和二氧化碳，得出結論“蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的”。

小剛認為該方案不合理，只能說明蔗糖中一定含有碳、氫元素，不能確定是否含有氧元素，理由是_____。

方案二：小剛用上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發生分解反應。

(1)觀察到燒杯內壁_______出現，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素。

(2)觀察到硬質玻璃管中殘留有黑色固體，他猜測該黑色固體是單質碳，另選試劑進行了驗證單質碳的實驗。實驗過程和現象如下：

實驗步驟	實驗現象
①、取硬質玻璃管中少量殘余黑色固體，放入燃燒匙中點燃，伸入裝滿氧氣的集氣瓶中。 ②、燃燒完畢后，向集氣瓶中倒入澄清石灰水	①黑色固體劇烈燃燒，發出白光； ② ____________________

（實驗結論）蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的。

寫出上述實驗步驟②反應的化學方程式：_________________。

（拓展交流）

(1)方案二中，先通入一會兒氮氣的原因______________。

(2)查閱資料得知蔗糖的化學式為C12H22O11。蔗糖分子中氫原子數目是氧原子數目的2倍，但是，蔗糖中氧元素質量卻是氫元素質量的8倍。導致出現這種情況的原因_______。

Answer 1

【答案】因為生成物中的水和二氧化碳中的氧元素可能全部來自氧氣 燒杯內壁有水霧或水珠 澄清石灰水變渾濁 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O 排除玻璃管中的空氣，防止蔗糖燃燒對實驗造成干擾 氧原子質量是氫原子質量的16倍或者氧原子的相對質量是氫原子相對質量的16倍

【解析】

方案一：由于元素種類在化學反應前后都不發生變化，生成物中有二氧化碳和水生成，說明反應物中也應該含有碳、氫、氧元素，而氧氣中含有氧元素，因此該物質中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素；

方案二：（1）干燥的小燒杯中有水霧出現，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素；

（2）小燒杯中放入澄清的石灰水，往硬質玻璃管中通入氧氣，點燃酒精，①硬紙玻璃管中的黑色固體劇烈燃燒，發出白光；②澄清的石灰水變渾濁，說明用二氧化碳生成，蔗糖中有碳元素；二氧化碳通入澄清的石灰水生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；

[拓展交流]（1）先通入一會兒氮氣的原因是排凈裝置中的空氣，避免對實驗造成干擾；

（2）由于氫、氧的相對原子質量不同，蔗糖中氫、氧三種元素的質量比為（1×22）：（16×11）=11：88=1；8。