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
中发生反应的化学方程式为 ,洗气瓶
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
的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了
;
②装置
的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了
,用此数据算得水中
、
元素的质量比为 ,而由水的化学式算得
、
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
洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体
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
被还原的过程中会有
生成,
也能被还原在
②
固体是红色的,它一稀硫酸的反应为:
.
[得出结论]红色固体
中含有
。
[分析交流]红色固体
中含有
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
的成分,小组同学提出猜想①是:
和
;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
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
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
的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体
为
。假如
红色固体
都是
,请你计算出生成铜的质量(利用
.进行计算,写出计算过程);然后,通过与实际得到的固体
进行比较,判断猜想 成立(填①或②)。