Question

【題目】研究物質的組成有助于進一步認識物質。體驗化學研究的歷程是研究物質組成的重要方式。

（一）定性研究水的組成

某校化學興趣小組的同學們想親自感受科學家的探究歷程，他們選擇了“水的組成粗略測定”為研究內容。

（查閱資料）

①水難導電，在水中可加入少量氫氧化鈉可以增強導電性。

②測定水的組成作出重大貢獻的科學家是_________。選填“門捷列夫”、“拉瓦錫”、“張青蓮”）

（進行實驗）如圖裝置進行實驗并記錄數據。

（實驗分析）兩個電極附近產生很多氣泡，a管內氣泡產生較b管快，小組成員用燃著的木條分別在兩個玻璃尖嘴導管口檢驗產生的氣體，觀察到：放在b端管口燃著的木條______。分析得出：水通電的化學方程式為_______，進而推出水是由____組成的。

（交流反思）電解水實驗中產生氫氣和氧氣的體積比約為2:1，但我們在實驗中經常發現氫氣和氧氣的體積比大于2:1，你覺得出現這種情況的原因可能是_______

A.氧氣比氫氣更易溶于水 B.電解過程中加入了氫氧化鈉

C.a、b兩管存在液面差 D.b管處活塞有輕微漏氣現象

（二）定量研究蔗糖的組成

小丁同學在廚房里發現了一袋蔗糖，他想了解蔗糖的組成，于是進行了如下探究：

（查閱資料）

①綠色植物吸收空氣中的CO2和H2O先合成葡萄糖，再將葡萄糖轉化為蔗糖。

②蔗糖不易燃燒，摻入少量煙灰后，就能直接點燃（煙灰不能燃燒）。煙灰可能的作用為___________。

（做出猜想）蔗糖可能是由碳、氫、氧三種元素組成。

（進行實驗）

實驗1：點燃蔗糖與煙灰混合物，在火焰上方罩一個干冷燒杯，燒杯內壁有水霧，則蔗糖含有_____元素。

實驗2：取下燒杯迅速加入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，則蔗糖含有_______元素。

實驗3：隔絕空氣高溫加熱蔗糖，容器內壁也出現水霧，則蔗糖還含有______元素。

（計算驗證）

已知：化學變化中，分子的種類發生改變，而原子的種類、個數和質量都不發生改變。現稱取34.2g蔗糖，加入少量煙灰點燃，測得生成52.8 g CO2和19.8g H2O。則34.2g蔗糖中碳元素的質量是_______g。通過進一步的計算，他判斷蔗糖的化學式為_______（選填字母）。

A．C6H5NO2 B．C6H12O6 C．C12H22O11

Answer 1

【答案】拉瓦錫 燃燒更旺 2H2O2H2↑+O2↑ 氫元素和氧元素 AD 催化作用 氫 碳 氧 14.4 C

【解析】

（1）拉瓦錫對測定水的組成做出重大貢獻，并給出了氫與氧的命名，故選拉瓦錫；

（2）由圖可知，b管內生成的氣體為氧氣，具有助燃性，使燃著的木條燃燒更旺，故填燃燒更旺；

（3）水通電后生成氫氣和氧氣，故化學方程式寫為：2H2O2H2↑ + O2↑；

（4）氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，所以水是由氫元素與氧元素組成的，故填氫元素和氧元素；

（5）A、氧氣比氫氣更易溶于水，收集的氧氣少于生成的氧氣體積，導致氫氣和氧氣的體積比大于2:1 ，選項正確；B、電解過程中加入了氫氧化鈉只增強溶液的導電性，不影響生成氣體的體積比，選項錯誤；C、a、b兩管存在液面差與氫氣和氧氣的體積比無關，選項錯誤； D、b管處活塞有輕微漏氣現象使液面上升，導致氫氣和氧氣的體積比大于2:1 ，選項正確，故選AD；

（6）蔗糖不易燃燒，摻入少量煙灰后，就能直接被點燃燃燒，且煙灰不能燃燒，說明煙灰能加快蔗糖燃燒的速率，作催化劑，起催化作用，故填催化作用；

（7）蔗糖在空氣中燃燒后生成水，根據質量守恒定律說明蔗糖中含有氫元素，故填氫；

（8）蔗糖在空氣中燃燒生成使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體，說明蔗糖中含有碳元素，故填碳；

（9）隔絕空氣高溫加熱蔗糖，反應中沒有氧氣參與反應，容器內壁也出現水霧說明蔗糖中還含有氧元素，故填氧；

（10）碳元素的質量為52.8g× ×100％ = 14.4g，故填14.4；

（11）解：蔗糖中氫元素的質量為19.8g× ×100％ = 2.2g

氧元素的質量為34.2g－14.4g－2.2g=17.6g

蔗糖中碳、氫、氧三元素的原子個數比為 :: = 12:22:11，所以蔗糖的化學式為C12H22O11，故選C。