Question

某中學化學興趣小組按照課本實驗方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應實驗時，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)．他們決定對這個實驗進行探究和改進．
【提出問題】
暗紅色的固體是什么？如何選擇合適的條件，使木炭
還原氧化銅的實驗現(xiàn)象更明顯？
【查閱資料】
銅有+1和+2兩種化合價，通常情況下，氧的化合價為-2，碳的化合價為+4或-4．
【猜想與假設】
（1）同學們認為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測它的化學式為

 

．
（2）同學們還認為，通過改變反應物的狀態(tài)、質(zhì)量比，以及反應裝置，可以使該實驗現(xiàn)象更加明顯，減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況．
【分析與交流】
（1）小吳建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗．你認為這樣建議的原理是

 

．寫出反應的化學方程式

 

．
（2）小周建議用圖中的乙裝置替代甲裝置．與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是

 

．
（3）對下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例，小施建議選擇

 

（填選項序號）的比例．
A.40：4            B.40：3          C.40：2.5
你認為小施這樣選擇的理由是

 

．
【實驗與結(jié)論】
同學們決定按改進后的方案進行實驗，他們在檢驗了乙裝置的

 

后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時，

 

（填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應．不久，即可看到試管底部變紅熱，停止加熱后，仍能看到紅熱現(xiàn)象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個現(xiàn)象說明該反應是放熱反應．
待反應結(jié)束，先將導氣管從石灰水中取出，然后關(guān)閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻．若不關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是

 

．待產(chǎn)物冷卻后，同學們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠，實驗獲得了圓滿成功．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,碳的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【猜想與假設】（1）猜測化學式時應根據(jù)化合物中元素的化合價代數(shù)和為零的原則；
【分析與交流】
（1）根據(jù)物質(zhì)接觸面積越大反應就越充分，用超細炭粉與氧化銅粉末反應是合理的進行分析；
（2）根據(jù)乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于反應物受熱進行分析；
（3）根據(jù)在選擇氧化銅和碳的質(zhì)量比例時要考慮到氧氣消耗的炭進行分析；
【實驗與結(jié)論】根據(jù)該實驗必須保證裝置的氣密性良好，溫度較高時銅可以和氧氣反應生成氧化銅進行分析．

解答：解：【猜想與假設】（1）因為銅有+1和+2兩種化合價，通常情況下，氧的化合價為-2，依據(jù)化合物中元素的化合價代數(shù)和為零的原則，所以暗紅色固體的化學式可能為：Cu₂O；
【分析與交流】
（1）物質(zhì)接觸面積越大反應就越充分，所以這樣建議的原理是：使用顆粒更小的反應物，可以增加表面積，有利于反應的進行，木炭和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，化學方程式為：2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）乙裝置中將試管直立放置更有利于集中加熱，并能利用反應放出的熱量；
（3）在選擇氧化銅和碳的質(zhì)量比例時要考慮到氧氣消耗的炭，不能按反應的比例選擇，碳粉要稍多一些，有利于反應充分進行，
2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
160  12
即40：3，而碳粉稍微多一點，即在給定選項中選：A，所以選擇的理由是：反應中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應的進行；
【實驗與結(jié)論】
實驗時首先要檢查裝置的氣密性，當看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時，可能是炭也氧氣反應生成的二氧化碳，所以確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應，停止加熱后，仍能看到紅熱現(xiàn)象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個現(xiàn)象說明該反應要放出熱量，反應結(jié)束后要關(guān)閉止水夾，防止進入空氣，使灼熱的銅再被氧化．
【猜想與假設】
（1）Cu₂O；
【分析與交流】
（1）這是固體反應物間的反應，使用顆粒更小的反應物，可以增加表面積，有利于反應
的進行；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫；
（3）A；反應中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應而部分消耗，所以稍過量的炭粉有利于反應；
的進行．
【實驗與結(jié)論】
氣密性；不能；空氣會進入反應的試管中，使生成的依然灼熱的銅重新被氧化．

點評：完成實驗探究題時，要明確探究的目的，根據(jù)所給信息按步驟進行分析，認真思考反應中的現(xiàn)象，不放過細節(jié)問題．