Question

某研究性小組的同學(xué)用電解水的方法測定水的組成后，提出問題：“測定水的組成還有其他的方法嗎？”經(jīng)過討論，得到了肯定的答案，邀請你一起對此展開探究．

【設(shè)計(jì)方案】甲同學(xué)利用氫氣還原氧化銅的原理和下圖裝置及藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（操作規(guī)范），裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　     　，洗氣瓶B中濃硫酸的作用為　    　

【實(shí)驗(yàn)探究】當(dāng)玻璃管中固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色時(shí)，實(shí)測得：①的玻璃管和其中固體的總質(zhì)量在反應(yīng)后減少了1.6g；②裝置D的干燥管的總質(zhì)量在反應(yīng)后增加了1.82g，用此數(shù)據(jù)算得水中H、O元素的質(zhì)量比為　　，由水的化學(xué)式算得H、O元素的質(zhì)量比為      ．      

【分析交流】針對上述結(jié)果與理論值有偏差，乙同學(xué)認(rèn)為：該裝置存在缺陷，此觀點(diǎn)得到了大家的認(rèn)同，你對此改進(jìn)的方法是　                  　（假設(shè)生成的水完全被D中堿石灰吸收，裝置內(nèi)空氣的水蒸氣、CO₂忽略不計(jì)）．小姐同學(xué)用改進(jìn)的裝置重新實(shí)驗(yàn)得到了正確結(jié)果．                     

【意外發(fā)現(xiàn)】丙同學(xué)不小心將反應(yīng)后的少量紅色固體a灑落到多量稀硫酸中了，發(fā)現(xiàn)除了有紅色固體 b以外，溶液的顏色有無色變?yōu)樗{(lán)色．

【提出問題】銅與稀硫酸是不反應(yīng)的，這里溶液的顏色為什么會變藍(lán)呢？

【查閱資料】①CuO被還原的過程中會有Cu₂O生成，Cu₂O也能被還原成Cu；        

②固體是紅色的，它與稀硫酸的反應(yīng)為Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O                 

【得出結(jié)論】紅色固體a中含有Cu₂O           

【分析交流】紅色固體a中含有Cu2O 是否會影響水測定結(jié)果　       　（填“影響”或“不影響”）． 

【提出猜想】針對紅色固體a的成分，小組同學(xué)提出猜想①是：是Cu₂O 和Cu； 猜想②是      

【拓展猜想】丁同學(xué)想利用改進(jìn)后裝置及藥品重新實(shí)驗(yàn)，通過測量反應(yīng)前后固體質(zhì)量的方法來確定哪種猜想成立，他已稱得：①玻璃管的質(zhì)量；②反應(yīng)前后紅色固體a和玻璃管的總質(zhì)量，完全反應(yīng)后，你認(rèn)為他還需要稱量      　的質(zhì)量．               

【教師點(diǎn)撥】稱取一定質(zhì)量的紅色固體a與足量的稀硫酸充分反應(yīng)后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后再稱量紅色固體b的質(zhì)量，也可以確定哪種猜想成立．                    

【定量分析】小組同學(xué)再次實(shí)驗(yàn)，他們開始稱取質(zhì)量為3.6g的紅色固體a，與足量的稀硫酸完全反應(yīng)后，得到紅色固體b為2g．假如3.6g紅色固體a都是Cu2O，請你計(jì)算出生成銅的質(zhì)量（利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O進(jìn)行計(jì)算，寫出計(jì)算過程）；然后，通過與實(shí)際的固體2g進(jìn)行比較，判斷猜想　  　成立（填①或②）．

Answer 1

【答案】【設(shè)計(jì)方案】Zn+H₂SO₄═ZnO₄+H₂↑，吸收水

【實(shí)驗(yàn)探究】11：80， 　1：8　．                                    

【分析交流】 在D裝置后面再連接一個(gè)干燥管　

【分析交流】 　不影響　 ．            

【提出猜想】 　Cu₂O　

【拓展猜想】 　D裝置　

【定量分析】 　①　

【解析】

試題分析：【設(shè)計(jì)方案】鋅和稀硫酸反應(yīng)能生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnO₄+H₂↑．故填：Zn+H₂SO₄═ZnO₄+H₂↑．洗氣瓶B中濃硫酸的作用是吸收水．故填：吸收水．

【實(shí)驗(yàn)探究】用此數(shù)據(jù)算得水中氧元素的質(zhì)量是1.6g，氫元素的質(zhì)量是1.82g﹣1.6g=0.22g，則水中H、O元素的質(zhì)量比為：0.22g：1.6g=11：80，由水的化學(xué)式算得H、O元素的質(zhì)量比為：（1×2）：（16×1）=1：8．故填：11：80；1：8．

【分析交流】因?yàn)榭諝庵械乃�、二氧化碳進(jìn)入了干燥管，影響了結(jié)果，所以應(yīng)該在D裝置后面再連接一個(gè)干燥管，這樣能夠防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入D中．故填：在D裝置后面再連接一個(gè)干燥管．

【分析交流】紅色固體a中含有Cu₂O不影響水測定結(jié)果，因?yàn)椴ＡЧ苤泄腆w減少的質(zhì)量就是生成的水中氧元素的質(zhì)量，和固體的成分無關(guān)．故填：不影響．

【提出猜想】猜想②應(yīng)該是氧化亞銅．故填：Cu₂O．

【拓展猜想】因?yàn)橥耆�反�?yīng)后銅的質(zhì)量通過稱量可以計(jì)算出來，如果知道反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可以求出反應(yīng)生成銅的質(zhì)量，再和通過稱量計(jì)算出的銅的質(zhì)量比較，就可以確定固體的組成．故填：D裝置．

【定量分析】

設(shè)3.6g紅色固體a都是Cu₂O，則完全反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量為X，

Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O

 144            64

 3.6g           X

=

X=1.6g，

與得到的紅色固體2g不符，說明紅色固體中含有氧化亞銅和銅．

故填：①．