Question

某化學興趣小組按照課本實驗方法（如下圖），做木炭與氧化銅反應的實驗時，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               ；

反應的化學方程式為：                                                           。

（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

                                                                      。

【實驗與結論】

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       （填“吸”或“放”）熱反應。

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

【答案】

【猜想與假設】Cu₂O （Cu₄C、Cu₂C等其他合理答案同樣給分）

【分析與交流】

（1）使用顆粒更小的固體反應物，可以增加表面積，有利于反應的進行。

2CuO+C 2Cu+CO₂↑

（2）有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫。

【實驗與結論】氣密性 、不能 、 放  

【解析】

試題分析：【猜想與假設】根據(jù)題給的資料，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，結合“化合物中，元素正負化合價代數(shù)和為零”的原則，可推測，暗紅色固體的化學式可能為Cu₂O、Cu₄C、Cu₂C。

【分析與交流】

（1）反應物質(zhì)接觸面積越大，反應就越充分，故使用顆粒更小的固體反應物，可以增加表面積，有利于反應的進行。碳與氧化銅在高溫條件下反應，生成銅和二氧化碳，故反應的化學反應式是2CuO+C 2Cu+CO₂↑。

（2）乙裝置中將試管直立放置更有利于集中加熱，并能利用反應中放出的熱量。

【實驗與結論】

由于該實驗還要驗證反應的生成物，二氧化碳氣體的存在，故需要保證裝置的氣密性良好，所以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，可能是炭與氧氣反應生成的二氧化碳，故不能判斷碳一氧化銅發(fā)生了反應；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)象說明該反應會放出熱量。

考點：碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實驗，實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量

點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現(xiàn)象，來驗證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。