氧化铜和氢气反应(每日一题丨化学题)

某校化学兴趣小组利用电解水、氢气燃烧、氢气还原氧化铜三组实验装置分别测定水的组成，其中图二、图三中反应所需的氢气来自实验室制氢气装置。(资料：实验室用锌粒和20%的硫酸溶液反应制取氢气，反应方程式为Zn+H2SO4

ZnSO4+H2↑)

(1)按左上图一实验，写出电解水反应方程式_________，b管中产生的气体是____________。

(2)按右上图二实验，图二U型管中氧化钙的作用是__________， 在d处点燃氢气，证明水的组成的现象是________________。

(3)按下图三实验，B装置中反应的化学方程式为________________，C装置中的现象是 ___________，若实验测得B装置实验前后减少了3.2克，C增加了4.0克，根据实验数据计算出水中氢氧元素质量比为1:4，大于实际结果1:8，可能的原因是___________。若B中仍有黑色固体，则实验结果_________( 偏大，偏小，无影响)，图三实验装置中D装置的作用是_____________。

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【答案】 2H2O

2H2↑+O2↑ 氧气(O2)

吸收氢气从溶液中带出的水分(干燥氢气等合理给分)

d处产生淡蓝色的火焰，烧杯底部有小液滴(只有d处现象不得分)

H2 + CuO

Cu + H2 O

白色粉末变蓝 氢气从溶液中带出的水分，使C装置吸收的水分质量偏大，造成计算出的氢元素质量偏大(合理给分)

无影响 阻止空气中的水分进入C装置影响实验结果

【解析】本题考查了利用电解水、氢气燃烧、氢气还原氧化铜三组实验装置分别测定水的组成，电解水、氢气燃烧是利用质量守恒定律得到水的组成，氢气燃烧时，要用干燥的氢气燃烧才能得到正确的结果，氢气还原氧化铜，测定B中氧化铜和C中干燥剂反应前后的质量，B中氧化铜反应前后的质量减少，减少的质量就是氧化铜中失去的氧元素的质量，即生成的水中氧元素的质量；C中干燥剂反应前后质量增重，增重的质量即为生成的水的质量。

(1)电解水时生成了氧气和氢气，反应方程式是：2H2O

2H2↑+O2↑，b管中产生的气体体积小于a管，b管中产生的气体是氧气(O2)；

(2)右上图二实验要证明有水生成，实验室制得的氢气中含有水，要除去水；氧化钙能与水反应，图二U型管中氧化钙的作用是吸收氢气从溶液中带出的水分(干燥氢气等)，在d处点燃氢气，氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，生成水，证明水的组成的现象是d处产生淡蓝色的火焰，烧杯底部有小液滴。

(3)图三实验，B装置中氢气与氧化铜在加热时生成了铜和水，反应的化学方程式为：H2+ CuO

Cu + H2 O

硫酸铜遇水变蓝色，C装置中的现象是白色粉末变蓝。氢气还原氧化铜生成铜和水，减少的固体的质量就是氧化铜中含有的氧元素的质量，氧元素的质量为3.2g，C装置吸收的是水，故水的质量为4g，所以氢元素的质量为：4g-3.2g=0.8g，所以氢元素和氧元素的质量比为：0.8g：3.2g=1：4，计算的结果氢元素的质量偏大，可能时水的质量测量偏大，可能是氢气从溶液中带出的水分，使C装置吸收的水分质量偏大，造成计算出的氢元素质量偏大；

实验结束后，无论B处是否仍有黑色固体，对实验测定的水中氢氧元素的质量比无影响，这是因为计算水中氢氧元素的质量比时，利用的是B中减少的质量和C中增加的质量，与氧化铜是否完全反应无关；图三实验装置中D装置中的干燥剂能吸收水，能阻止空气中的水分进入C装置影响实验结果。