题目内容
某同学对课本实验结论：“葡萄糖与新制氢氧化铜共热生成红色的Cu2O沉淀”提出质疑，认为红色沉淀不一定就是氧化亚铜．为了确定红色沉淀的成分，开展了研究．
步骤一：提出猜想．红色物质可能是Cu或Cu2O
步骤二：查阅资料．①Cu2O属于碱性氧化物； ②Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，产生Cu 和Cu2+；③在空气中灼烧Cu2O能生成CuO．
步骤三：设计方案、实验
方案Ⅰ：取该红色粉末溶于足量稀硝酸中，观察溶液颜色变化．
方案Ⅱ：取该红色粉末溶于足量稀硫酸中，观察是否有残渣．
方案Ⅲ：称得干燥坩埚a g，取红色粉末置于坩埚中再称得质量为b g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器中冷却，再称量，反复多次直到质量不变，称得最后质量为cg，比较a、b、c的关系．试回答下列问题：
（1）上述三方案中，你认为合理的有： ．
（2）你认为不合理的有： ，
并请阐述不合理的原因 ．
方案Ⅳ：装置如下图，你认为要测定上述红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量（填序号） ．
①通入氢气的体积；②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；④实验前干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后干燥管质量
（3）研究小组从绿色化学的角度，打算“变废为宝”，收集上述红色沉淀制备化学试剂“胆矾”，请帮助他们完成一个简单且符合绿色化学要求的实验方案的设计，填写下列步骤内容．
① ；
② ；
③蒸发，浓缩结晶；
④ ；
⑤用滤纸吸干晶体表面的水分．
步骤一：提出猜想．红色物质可能是Cu或Cu2O
步骤二：查阅资料．①Cu2O属于碱性氧化物； ②Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，产生Cu 和Cu2+；③在空气中灼烧Cu2O能生成CuO．
步骤三：设计方案、实验
方案Ⅰ：取该红色粉末溶于足量稀硝酸中，观察溶液颜色变化．
方案Ⅱ：取该红色粉末溶于足量稀硫酸中，观察是否有残渣．
方案Ⅲ：称得干燥坩埚a g，取红色粉末置于坩埚中再称得质量为b g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器中冷却，再称量，反复多次直到质量不变，称得最后质量为cg，比较a、b、c的关系．试回答下列问题：
（1）上述三方案中，你认为合理的有：
（2）你认为不合理的有：
并请阐述不合理的原因
方案Ⅳ：装置如下图，你认为要测定上述红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量（填序号）
①通入氢气的体积；②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；④实验前干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后干燥管质量
（3）研究小组从绿色化学的角度，打算“变废为宝”，收集上述红色沉淀制备化学试剂“胆矾”，请帮助他们完成一个简单且符合绿色化学要求的实验方案的设计，填写下列步骤内容．
①
②
③蒸发，浓缩结晶；
④
⑤用滤纸吸干晶体表面的水分．
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验探究和数据处理题
分析：（1）方案Ⅰ因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；
（2）因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ设计也不合理，因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；
方案Ⅳ，根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况；
（3）依据绿色化学的理念设计实验完成制备，在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化，加入足量稀硫酸溶解，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，提取硫酸铜晶体的方法用蒸发结晶，过滤洗涤的方法得到．
（2）因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ设计也不合理，因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；
方案Ⅳ，根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况；
（3）依据绿色化学的理念设计实验完成制备，在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化，加入足量稀硫酸溶解，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，提取硫酸铜晶体的方法用蒸发结晶，过滤洗涤的方法得到．
解答：
解：（1）方案Ⅰ因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；方案Ⅲ依据固体灼烧至恒重称量质量变化结合化学方程式计算得到，所以合理；
故答案为：方案Ⅲ；
（2）因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ设计也不合理，因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；
方案Ⅳ：根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况，①通入氢气的体积；②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；④实验前干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后干燥管质量，测定上述红色沉淀成分必须测定的物理量②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；⑤硬质玻璃管质量；
故答案为：方案Ⅰ、方案Ⅱ；方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+；方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质；
②③⑤；
（3）在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化，加入足量稀硫酸溶解，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，提取硫酸铜晶体的方法用蒸发结晶，过滤洗涤的方法，用滤纸吸干或通入惰气带走水分；
故答案为：在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化；加入足量稀硫酸溶解；过滤、洗涤．
故答案为：方案Ⅲ；
（2）因为无论是Cu2O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，现象相同，方案Ⅱ设计也不合理，因为Cu2O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有残渣；
方案Ⅳ：根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况，①通入氢气的体积；②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；④实验前干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后干燥管质量，测定上述红色沉淀成分必须测定的物理量②反应前红色沉淀和硬质玻管的总质量；③完全反应后红色固体和硬质玻璃管的总质量；⑤硬质玻璃管质量；
故答案为：方案Ⅰ、方案Ⅱ；方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+；方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质；
②③⑤；
（3）在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化，加入足量稀硫酸溶解，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，提取硫酸铜晶体的方法用蒸发结晶，过滤洗涤的方法，用滤纸吸干或通入惰气带走水分；
故答案为：在空气中灼烧该红色沉淀至质量不再发生变化；加入足量稀硫酸溶解；过滤、洗涤．
点评：本题是一道探究物质组成的题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，主要是物质组成的探究方法和实验设计方案，难度较大．
练习册系列答案
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