aD某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出-优题课

$a$ $D$ 某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题："测定水的组成还有其他的方法吗？"经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。

［设计方案］甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置 $A$ 中发生反应的化学方程式为，洗气瓶 $B$ 中浓硫酸的作用为
［实验探究］当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：

①装置 $C$ 的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了 $1.6 g$ ；

②装置 $D$ 的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了 $1.82 g$ ，用此数据算得水中 $H$ 、 $O$ 元素的质量比为，而由水的化学式算得 $H$ 、 $O$ 元素的质量比为。
［分析交流］针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
［意外发现］丙同学不小心将反应后的少量红色固体 $a$ 洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体 $b$ 以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
［提出问题］铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
［查阅资料］① $CuO$ 被还原的过程中会有 ${Cu}_{2} O$ 生成， ${Cu}_{2} O$ 也能被还原在 $Cu$

② ${Cu}_{2} O$ 固体是红色的，它一稀硫酸的反应为： $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} ＝ C u S O_{4} + C u + H_{2} O$ .

[得出结论]红色固体 $a$ 中含有 $C u_{2} O$ 。
［分析交流］红色固体 $a$ 中含有 $C u_{2} O$ 是否会影响水组成的测定结果    （填"影响"或"不影响"）。
［提出猜想］针对红色固体 $a$ 的成分，小组同学提出猜想①是： $C u_{2} O$ 和 $C u$ ；猜想②是：           。
［拓展探究］丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体 $a$ 和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量          的质量。
［教师点拨］称取一定质量的红色固体 $a$ 与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
［定量分析］小组同学再次实验，他们开始称取质量为 $3.6 g$ 的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体 $b$ 为 $2 g$ 。假如 $3.6 g$ 红色固体 $a$ 都是 $C u_{2} O$ ，请你计算出生成铜的质量（利用 $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} ＝ C u S O_{4} + C u + H_{2} O$ .进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体 $2 g$ 进行比较，判断猜想       成立（填①或②）。

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

实验编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水中	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入该气体中	带火星的木条没有复燃

熔点	沸点	热稳定性	其他
101℃～102℃	150℃～160℃升华	100.1℃分解出水，175℃分解成CO₂、CO、H₂O	与 Ca(OH)₂反应产生白色沉淀(CaC₂O₄)

实验编号	KClO₃／g	氧化物	产生气体的体积（mL）	耗时（s）
1	0.6		67	1800
2	0.6	0.2g二氧化锰	67	36.5
3	0.6	g 氧化铁	67	89.5

装置	实验现象	实验分析
A	红色固体全部变黑	生成了铁
B	石灰水变浑浊	产生二氧化碳

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体	_____________	剩余固体中没有氧化亚铁。
2	__________________	______________	剩余固体中只有铁粉。

	铁粉	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
磁性	有	无	无	有
与CO反应	不反应	反应	反应	反应
与稀盐酸反应	反应	生成氯化亚铁和水	生成氯化铁和水	生成氯化亚铁、氯化铁和水
与硫酸铜溶液反应	反应	不反应	不反应	不反应