Question

2．學習化學需要學會一些基本的實驗操作和實驗原理方法．
Ⅰ實驗室制取氧氣
實驗室制取氣體的常見的發(fā)生裝置如圖：

（1）實驗室用加熱高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置為A（填序號），發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，實驗中發(fā)現(xiàn)水槽中的水變?yōu)樽仙�的原因是試管口沒有放一團棉花．
（2）裝置B的優(yōu)點是能隨時控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
Ⅱ測定蔗糖的分子構(gòu)成
實驗室用燃燒法測定蔗糖的分子構(gòu)成，測定裝置如圖（固定裝置鐵架臺、鐵夾未畫出）：

【實驗步驟】
①組裝儀器，檢驗裝置氣密性．
②取17.1g 蔗糖放入裝置D中，稱量裝置E、F的質(zhì)量為m₁，m₂．
③緩慢地通入純O₂，檢驗空氣被完全排盡后，連接裝置E、F．
④加熱裝置D，蔗糖燃燒
⑤待觀察到玻璃管中固體消失時，停止加熱．
⑥緩慢地通入純O₂一段時間，稱量裝置E、F的質(zhì)量為m₃，m₄．
【實驗分析】
（3）步驟②中有關(guān)的稱量操作，在具體稱量步驟中的區(qū)別是稱量裝置E、F的質(zhì)量時應(yīng)該在密閉狀態(tài)下進行，而稱量蔗糖時不需要在密閉狀態(tài)下進行．
（4）在A、B、C中，為達成步驟③⑥的目的，選擇氣體發(fā)生裝置為C（填序號），并連接裝置H、I中的H裝置，得到純凈的O₂，并可判斷氣流的速度．實驗中保持裝置D中O₂足量的目的是使蔗糖完全燃燒生成水和二氧化碳．
（4）為使反應(yīng)能夠進行，裝置圖中缺少的常見儀器是酒精燈．E裝置的作用是吸收反應(yīng)生成的水蒸氣；F裝置的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳；G裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中．
（5）判斷生成的氣體被完全吸收的操作和現(xiàn)象是稱量裝置E、F的質(zhì)量，質(zhì)量不再增加．
（6）蔗糖完全燃燒生成CO₂和H₂O．通過該實驗，能否確定蔗糖中是否含有氧原子？通過稱量E、F裝置的增重，可以知道反應(yīng)生成水的質(zhì)量和二氧化碳的質(zhì)量，進一步可以計算氫元素、碳元素的質(zhì)量，再根據(jù)蔗糖的質(zhì)量可以判斷定蔗糖中是否含有氧原子．若蔗糖的相對分子質(zhì)量為342，E裝置增重9.9g，F(xiàn)裝置增重26.4g，求蔗糖的化學式（寫出具體的計算過程）．
【交流討論】請回答下列有關(guān)問題：
（7）寫出蔗糖在氧氣中完全燃燒的化學方程式C₁₂H₂₂O₁₁+12O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$12CO₂+11H₂O．
（8）檢驗步驟③中空氣被排盡的方法是從導管N（填“M”或“N”）處收集氣體，把帶火星的木條放在集氣瓶口，帶火星的木條復燃．
（9）若略去步驟③，則測量結(jié)果的1個蔗糖分子中氧原子的個數(shù)偏�。ㄌ睢捌�小”、“不變”或“偏大”）．若步驟⑥中，停止繼續(xù)通入氧氣的后果是會發(fā)生液體倒吸，炸裂玻璃管，并且測得的1個蔗糖分子中氧原子的個數(shù)偏大（填“偏小”、“不變”或“偏大”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、高錳酸鉀受熱時能夠分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；                                                               
為了防止高錳酸鉀進入導管，通常在試管口塞一團棉花；
不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同；
Ⅱ、凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；  
濃硫酸具有吸水性，堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
分液漏斗能夠控制液體藥品的流量，從而可以控制反應(yīng)速率；
蔗糖完全燃燒生成水和二氧化碳；
氧氣能使帶火星的木條復燃；
如果操作不當，會影響實驗結(jié)果，甚至會導致實驗失敗．

解答 解：Ⅰ、（1）實驗室用加熱高錳酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置為A，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，實驗中發(fā)現(xiàn)水槽中的水變?yōu)樽仙�的原因是試管口沒有放一團棉花．
故填：A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；試管口沒有放一團棉花．
（2）裝置B的優(yōu)點是能隨時控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，原理是：關(guān)閉開關(guān)時，試管中的氣體增多，壓強增大，把液體壓入長頸漏斗，固體和液體分離，反應(yīng)停止；                             
打開開關(guān)時，氣體導出，試管中的氣體減少，壓強減小，液體和固體混合，反應(yīng)進行．
故填：能隨時控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
Ⅱ、【實驗步驟】
①組裝儀器，檢查裝置氣密性．
故填：檢查裝置氣密性
⑤待觀察到玻璃管中固體消失時，停止加熱．
故填：玻璃管中固體消失．
【實驗分析】
（3）步驟②中有關(guān)的稱量操作，在具體稱量步驟中的區(qū)別是：稱量裝置E、F的質(zhì)量時應(yīng)該在密閉狀態(tài)下進行，而稱量蔗糖時不需要在密閉狀態(tài)下進行．
故填：稱量裝置E、F的質(zhì)量時應(yīng)該在密閉狀態(tài)下進行，而稱量蔗糖時不需要在密閉狀態(tài)下進行．
（4）在A、B、C中，為達成步驟③⑥的目的，選擇氣體發(fā)生裝置為C，并連接裝置H、I中的H裝置，得到純凈的O₂，并可判斷氣流的速度．實驗中保持裝置D中O₂足量的目的是使蔗糖完全燃燒生成水和二氧化碳．
故填：C；的H裝置；使蔗糖完全燃燒生成水和二氧化碳．
（4）為使反應(yīng)能夠進行，裝置圖中缺少的常見儀器是酒精燈；
E裝置的作用是吸收反應(yīng)生成的水蒸氣；
F裝置的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳；
G裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中．
故填：酒精燈；吸收反應(yīng)生成的水蒸氣；吸收反應(yīng)生成的二氧化碳；防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入F中．
（5）判斷生成的氣體被完全吸收的操作和現(xiàn)象是稱量裝置E、F的質(zhì)量，質(zhì)量不再增加．
故填：稱量裝置E、F的質(zhì)量，質(zhì)量不再增加．
（6）通過稱量E、F裝置的增重，可以知道反應(yīng)生成水的質(zhì)量和二氧化碳的質(zhì)量，進一步可以計算氫元素、碳元素的質(zhì)量，再根據(jù)蔗糖的質(zhì)量可以判斷定蔗糖中是否含有氧原子．
故填：通過稱量E、F裝置的增重，可以知道反應(yīng)生成水的質(zhì)量和二氧化碳的質(zhì)量，進一步可以計算氫元素、碳元素的質(zhì)量，再根據(jù)蔗糖的質(zhì)量可以判斷定蔗糖中是否含有氧原子．
E裝置增重9.9g，說明生成了9.9g水，其中氫元素質(zhì)量為：9.9g×$\frac{2}{18}$×100%=1.1g，
F裝置增重26.4g，說明生成了26.4g二氧化碳，其中碳元素質(zhì)量為：26.4g×$\frac{12}{44}$×100%=7.2g，
17.1g蔗糖中氧元素質(zhì)量為：17.1g-1.1g-7.2g=8.8g，
蔗糖中氫原子、碳原子和氧原子的個數(shù)比為：$\frac{1.1g}{1}$：$\frac{7.2g}{12}$：$\frac{8.8g}{16}$=22：12：11，
蔗糖的化學式為C₁₂H₂₂O₁₁，相對分子質(zhì)量為：（12×12）+（1×22）+（16×11）=342．
故答案為：C₁₂H₂₂O₁₁．
【交流討論】
（7）蔗糖在氧氣中完全燃燒的化學方程式為：C₁₂H₂₂O₁₁+12O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$12CO₂+11H₂O．
故填：C₁₂H₂₂O₁₁+12O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$12CO₂+11H₂O．
（8）檢驗步驟③中空氣被排盡的方法是從導管N處收集氣體，把帶火星的木條放在集氣瓶口，帶火星的木條復燃．
故填：N；把帶火星的木條放在集氣瓶口，帶火星的木條復燃．
（9）若略去步驟③，則裝置中的水蒸氣和二氧化碳能被E、F裝置吸收，導致計算的氫元素和碳元素質(zhì)量偏大，從而導致測量結(jié)果的1個蔗糖分子中氧原子的個數(shù)偏小；
若步驟⑥中，停止繼續(xù)通入氧氣的后果是會發(fā)生液體倒吸，炸裂玻璃管，并且會導致生成的水蒸氣和二氧化碳不能被完全吸收，從而導致計算的氫元素和碳元素質(zhì)量偏小，進一步導致測得的1個蔗糖分子中氧原子的個數(shù)偏大．
故填：偏��；液體倒吸，炸裂玻璃管；偏大．

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