10.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),洗气瓶B中浓硫酸的作用为吸收水,干燥氢气
[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1.6g;
②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g,
用此数据算得水中H、O元素的质量比为11:80,
而由水的化学式算得H、O元素的质量比为1:8.
[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在D装置后面再连接一个干燥管(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、CO
2忽略不计).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,溶液的颜色为什么会变蓝呢?
[查阅资料]①CuO被还原的过程中会有Cu
2O生成,Cu
2O也能被还原成Cu;
③Cu
2O固体是红色的,它与稀硫酸的反应为:Cu
2O+H
2SO
4═CuSO
4+Cu+H
2O.
[得出结论]红色固体a中含有Cu
2O.
[分析交流]红色固体a中含有Cu
2O是否会影响水组成的测定结果不会(填“会”或“不会”).
[提出猜想]针对红色固体a的成分,小组同学提出
猜想①是:Cu
2O和Cu;猜想②是:Cu
2O.
[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反应后红色固体a和玻璃管 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3.6g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2g.假如3.6g红色固体a都是Cu
2O,请你计算出生成铜的质量为1.6g;然后,通过与实际得到的固体2g进行比较,
判断猜想① 成立(填①或②).