Question

9．某中學(xué)化學(xué)興趣小組按照圖甲的實(shí)驗(yàn)方法，做木炭與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)．
【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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯？
【查閱資料】銅有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為-2，碳的化合價(jià)為+4或-4．
【猜想與假設(shè)】
（1）同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測它的化學(xué)式為Cu₂O．
（2）同學(xué)們還認(rèn)為，通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)、質(zhì)量比，以及反應(yīng)裝置，可以使該實(shí)驗(yàn)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）木炭成塊狀，實(shí)驗(yàn)時(shí)先要將木炭研細(xì)，再與CuO粉末混合均勻后使用，這樣處理的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分．
（2）小周建議用圖乙裝置替代甲裝置．與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫．
（3）對下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例，小施建議選擇A（填選項(xiàng)序號）的比例．
A.32：3       B.40：3       C.48：3
你認(rèn)為小施這樣選擇的理是應(yīng)中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)
的進(jìn)行．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】同學(xué)們決定按改進(jìn)后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，終于找到了期待已久的紫紅色銅珠，實(shí)驗(yàn)獲得了圓滿成功．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】猜測化學(xué)式時(shí)應(yīng)根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)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(yīng)就越充分，用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末反應(yīng)是合理的進(jìn)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(yīng)物受熱進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)在選擇氧化銅和碳的質(zhì)量比例時(shí)要考慮到氧氣消耗的炭進(jìn)行分析．

解答 解：【猜想與假設(shè)】通過分析可知，因?yàn)殂~有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為-2，碳的化合價(jià)為+4或-4．根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，暗紅色固體的化學(xué)式可能為：Cu₂O（Cu₄C、Cu₂C）；
【分析與交流】（1）物質(zhì)接觸面積越大反應(yīng)就越充分，所以將木炭研細(xì)處理的目的是：使用顆粒更小的反應(yīng)物，可以增加表面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行；
（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(yīng)放出的熱量，所以乙裝置中將試管直立放置的作用是：是有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫；
（3）在選擇氧化銅和碳的質(zhì)量比例時(shí)要考慮到氧氣消耗的炭，不能按反應(yīng)的比例選擇，碳粉要稍多一些，有利于反應(yīng)充分進(jìn)行．
2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑
160  12 
即40：3，而碳粉稍微多一點(diǎn)，即在給定選項(xiàng)中選A．
故答案為：【猜想與假設(shè)】Cu₂O（Cu₄C或Cu₂C）；
【分析與交流】（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分；
（2）有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫；
（3）A，反應(yīng)中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)的進(jìn)行．

點(diǎn)評 本題為信息型實(shí)驗(yàn)探究題，完成實(shí)驗(yàn)探究題時(shí)，要明確探究的目的，根據(jù)所給信息按步驟進(jìn)行分析，認(rèn)真思考反應(yīng)中的現(xiàn)象，不放過細(xì)節(jié)問題．