Question

某研究性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，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，实测得：①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    ，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，装置内空气的水蒸气、CO₂忽略不计）．小姐同学用改进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，溶液的颜色有无色变为蓝色．
【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】①CuO被还原的过程中会有Cu₂O生成，Cu₂O也能被还原成Cu；        
②固体是红色的，它与稀硫酸的反应为Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O                 
【得出结论】红色固体a中含有Cu₂O           
【分析交流】红色固体a中含有Cu₂O 是否会影响水测定结果    （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：是Cu₂O 和Cu； 猜想②是                       
【拓展猜想】丁同学想利用改进后装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法来确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前后红色固体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3.6g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Cu₂O，请你计算出生成铜的质量（利用Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际的固体2g进行比较，判断猜想    成立（填①或②）．

Answer

锌能和稀硫酸发生置换反应，浓硫酸具有吸水性；
空气中含有水和二氧化碳；
玻璃管中固体减少的质量就是生成的水中氧元素的质量，红色固体a中含有Cu2O不影响对水的测定结果；
玻璃管的质量，反应前后红色固体a和玻璃管的总质量都已经称量，如果再知道生成水的质量，就可以确定红色固体a的成分；
根据化学方程式计算可以确定红色固体a的成分．
【解析】
【设计方案】
锌和稀硫酸反应能生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
故填：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
洗气瓶B中浓硫酸的作用是吸收水．
故填：吸收水．
【实验探究】
用此数据算得水中氧元素的质量是1.6g，氢元素的质量是1.82g-1.6g=0.22g，则水中H、O元素的质量比为：0.22g：1.6g=11：80，由水的化学式算得H、O元素的质量比为：
（1×2）：（16×1）=1：8．
故填：11：80；1：8．
【分析交流】
因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管，影响了结果，所以应该在D装置后面再连接一个干燥管，这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入D中．
故填：在D装置后面再连接一个干燥管．
【分析交流】
红色固体a中含有Cu2O不影响水测定结果，因为玻璃管中固体减少的质量就是生成的水中氧元素的质量，和固体的成分无关．
故填：不影响．
【提出猜想】猜想②应该是氧化亚铜．
故填：Cu2O．
【拓展猜想】
因为完全反应后铜的质量通过称量可以计算出来，如果知道反应生成的水的质量，根据化学方程式可以求出反应生成铜的质量，再和通过称量计算出的铜的质量比较，就可以确定固体的组成．
故填：D装置．
【定量分析】
设3.6g红色固体a都是Cu2O，则完全反应后生成铜的质量为X，
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
 144            64
 3.6g           X
=
X=1.6g，
与得到的红色固体2g不符，说明红色固体中含有氧化亚铜和铜．
故填：①．