题目内容
定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法．某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了认真的探究．请你一起踏上探究之路，回答下列问题．
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝
②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2
③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为 ，结论为红色固体中含有Cu2O．
方案2 装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O．
（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有 ；（填序号）
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O．写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式 ．
方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．
（1）该实验方案最少得进行 次称量；
（2）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a，b应符合的数学关系式为 ．
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝
②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2
③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为
方案2 装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O．
（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O．写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式
方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．
（1）该实验方案最少得进行
（2）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a，b应符合的数学关系式为
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,氢气的制取和检验,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,氢气的化学性质与燃烧实验
专题：科学探究
分析：方案1 根据氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色进行解答；
方案2
（1）根据水的存在会对实验结果造成影响来回答判断；
（2）根据氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水进行解答；
方案3
（1）根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量进行解答．
（2）根据铜元素守恒计算得出正确结论．
方案2
（1）根据水的存在会对实验结果造成影响来回答判断；
（2）根据氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水进行解答；
方案3
（1）根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量进行解答．
（2）根据铜元素守恒计算得出正确结论．
解答：解：方案1 氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色，所以取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为溶液变为蓝色，结论为红色固体中含有Cu2O；
方案2
（1）根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，实验前要将装置中的空气排净，防止干扰；
故答案为：①②③；
（2）氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为H2+Cu2O
2Cu+H2O；
方案3
（1）根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量进行解答．
（2）单质Cu在空气中加热生成CuO，CuO高温灼烧会生成Cu2O和O2，因此最后坩埚中剩下的固体是Cu2O，质量为（c-a）g，则Cu元素的质量=(c-a)g×
×100%，所取红色固体的质量为（b-a）g，若红色固体中有Cu2O，即Cu和Cu2O的混合物，那么红色固体中Cu元素的质量应该小于（b-a）g，即(c-a)g×
×100%＜b-a，
解得c＜
，故若红色粉末中含有Cu2O，则a、b与c的应符合的数学关系式为c＜
．
方案1：溶液变为蓝色；
方案2：（1）①②③；
（2）H2+Cu2O
2Cu+H2O；
方案3：（1）4；
（2）c＜
．
方案2
（1）根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，实验前要将装置中的空气排净，防止干扰；
故答案为：①②③；
（2）氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为H2+Cu2O
| ||
方案3
（1）根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量进行解答．
（2）单质Cu在空气中加热生成CuO，CuO高温灼烧会生成Cu2O和O2，因此最后坩埚中剩下的固体是Cu2O，质量为（c-a）g，则Cu元素的质量=(c-a)g×
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| 144 |
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解得c＜
| 9b-a |
| 8 |
| 9b-a |
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方案1：溶液变为蓝色；
方案2：（1）①②③；
（2）H2+Cu2O
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方案3：（1）4；
（2）c＜
| 9b-a |
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点评：本题是一道性质实验方案的设计考题，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度不大．
练习册系列答案
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