16. 已知在化学反应中元素的种类不会发生变化。蔗糖是生活中常见的一种物质,某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。
【作出猜想】小组同学了解到绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气。葡萄糖进一步转化为蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
【实验探究】
方案一:小明将蔗糖在氧气中燃烧,检验得知生成物中有水和二氧化碳,于是得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理,只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是
方案二:小刚用右图所示的装置进行实验,实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。

(1)观察到
(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是碳单质,并继续利用上图所示装置,另选试剂进行了验证碳单质的实验。实验过程和现象如下表所示。

【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。
【拓展交流】小红查阅资料了解了一些常见有机物的化学式,例如:葡萄糖的化学式为$C_{6}H_{12}O_{6}$、淀粉可写作$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}$。为了确定蔗糖的化学式,小红进一步做了定量实验,称量不含杂质的蔗糖17.1g,测得其在空气中完全燃烧后生成26.4g二氧化碳和9.9g水。根据以上数据计算出的蔗糖的化学式为
【作出猜想】小组同学了解到绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气。葡萄糖进一步转化为蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
【实验探究】
方案一:小明将蔗糖在氧气中燃烧,检验得知生成物中有水和二氧化碳,于是得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理,只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是
氧气中含有氧元素,无法确定生成物中的氧元素是否来自蔗糖
。方案二:小刚用右图所示的装置进行实验,实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(1)观察到
干燥的烧杯内壁出现水珠
,说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是碳单质,并继续利用上图所示装置,另选试剂进行了验证碳单质的实验。实验过程和现象如下表所示。
【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。
【拓展交流】小红查阅资料了解了一些常见有机物的化学式,例如:葡萄糖的化学式为$C_{6}H_{12}O_{6}$、淀粉可写作$(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}$。为了确定蔗糖的化学式,小红进一步做了定量实验,称量不含杂质的蔗糖17.1g,测得其在空气中完全燃烧后生成26.4g二氧化碳和9.9g水。根据以上数据计算出的蔗糖的化学式为
C₁₂H₂₂O₁₁
。答案
氧气中含有氧元素,无法确定生成物中的氧元素是否来自蔗糖;干燥的烧杯内壁出现水珠;澄清石灰水;澄清石灰水变浑浊;C₁₂H₂₂O₁₁
解析
方案一:蔗糖燃烧时氧气参与反应,氧气中含有氧元素,无法确定生成物中的氧元素是否来自蔗糖。
方案二(1):干燥的烧杯内壁出现水珠(或水雾)。
(2):澄清石灰水;澄清石灰水变浑浊。
拓展交流:17.1g蔗糖中,碳元素质量=26.4g×(12/44)=7.2g,氢元素质量=9.9g×(2/18)=1.1g,氧元素质量=17.1g-7.2g-1.1g=8.8g;原子个数比C:H:O=(7.2/12):(1.1/1):(8.8/16)=0.6:1.1:0.55=12:22:11,化学式为C₁₂H₂₂O₁₁。
方案二(1):干燥的烧杯内壁出现水珠(或水雾)。
(2):澄清石灰水;澄清石灰水变浑浊。
拓展交流:17.1g蔗糖中,碳元素质量=26.4g×(12/44)=7.2g,氢元素质量=9.9g×(2/18)=1.1g,氧元素质量=17.1g-7.2g-1.1g=8.8g;原子个数比C:H:O=(7.2/12):(1.1/1):(8.8/16)=0.6:1.1:0.55=12:22:11,化学式为C₁₂H₂₂O₁₁。
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