Question

【題目】如圖是利用現代傳感技術對書本中濃硫酸與糖反應實驗的改進與再探究。

（1）測定前：先向三頸燒瓶底部滴加 2 滴蒸餾水，加入 2g 研磨過的蔗糖。蔗糖研磨的目的是___，實驗室用___（填儀器名稱） 和杵研磨固體，__（填“能”或“不能”） 用玻璃棒代替杵。

（2）測定時：打開相對濕度傳感器及二氧化 碳傳感器，等待數據采集。通過注射器向容器中注入98.3%的濃硫酸 3mL，打開磁力攪拌器快速攪拌 2～3 秒。很快觀察到瓶內白色蔗糖變為___色，蔗糖炭化說明濃硫酸具有脫水性。

其原理是在濃硫酸條件下，蔗糖（C12H22O11）分解成炭和水，寫出蔗糖分解的化學方程式___。

（3）待數據穩定停止采集。用裝有酸性高錳酸鉀溶液的注射器緩慢抽取適量瓶內氣體， 觀察到紫紅色變淺甚至褪色。結合該現象及傳感器數據，可以推斷瓶中C和濃H2SO4也發 生反應，生成水及____、____兩種氣體。

（4）進一步分析傳感器數據曲線圖，發現40s 到70s 相對濕度曲線下降，表明水蒸氣濃度下降，說明濃硫酸具有___性；而70s后相對濕度曲線又上升，體系中水蒸氣濃度上升， 除了C和濃H2SO4反應產生了水的原因外，還可能是因為____。

（5）該實驗改進凸顯了數字化傳感優勢外，還考慮了綠色環保，體現在①裝置密封。② 加料節約。③尾氣吸收：實驗結束可以換一支注射器向三頸瓶燒中注入___（填“鹽酸” 或“氫氧化鈉”）吸收瓶內有毒氣體。

Answer 1

【答案】增大反應物接觸面積 研缽 不能 黑 二氧化碳 二氧化硫 吸水 碳和濃硫酸反應放熱，水蒸發成水蒸氣 氫氧化鈉

【解析】

在濃硫酸條件下，蔗糖（C12H22O11）分解成炭和水，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫和水。

（1）粉末狀的物質反應，接觸面積較大，故蔗糖研磨的目的是增大反應物接觸面積，實驗室用研缽和杵研磨固體，玻璃棒易碎，不能用玻璃棒代替杵。

（2）濃硫酸具有脫水性，通過注射器向容器中注入 98.3%的濃硫酸 3mL，打開磁力攪拌器快速攪拌 2～3 秒。很快觀察到瓶內白色蔗糖變為黑色，蔗糖炭化說明濃硫酸具有脫水性。

其原理是在濃硫酸條件下，蔗糖（C12H22O11）分解成炭和水，蔗糖分解的化學方程式為

。

（3）用裝有酸性高錳酸鉀溶液的注射器緩慢抽取適量瓶內氣體， 觀察到紫紅色變淺甚至褪色，說明生成二氧化硫，反應前后元素的種類不變，反應前有碳元素、氧元素，則可能生成二氧化碳，且傳感器數據中二氧化碳含量增大，故C 和濃H2SO4也發生反應，生成水及二氧化碳、二氧化硫兩種氣體。

（4）由傳感器數據曲線圖，40s到70s相對濕度曲線下降，表明水蒸氣濃度下降，說明濃硫酸具有吸水性；而 70s 后相對濕度曲線又上升，體系中水蒸氣濃度上升， 除了 C 和濃H2SO4反應產生了水的原因外，還可能是因為碳和濃硫酸反應放熱，水蒸發成水蒸氣。

（5）實驗生成的尾氣主要是二氧化硫，二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，故實驗結束可以換一支注射器向三頸瓶燒中注入氫氧化鈉吸收瓶內有毒氣體。