Question

【题目】合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法 ，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？

【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。

【猜想与假设】

（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为__________________。

（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。

【分析与交流】

（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是__________________________________________________。

（2）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是__________________________________________。

（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择___________(填选项序号)的比例。

A. 32︰3 B. 40︰3 C. 48︰3

你认为小施这样选择的理由是__________________________________________________。

【实验与结论】

同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的__________后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，________（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。

不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是________（填“吸”或“放”）热反应。

待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是____________________________________________。

待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

Answer 1

【答案】 Cu2O （Cu4C、Cu2C等其他合理答案同样给分） 这是固体反应物间的反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行 有利于集中加热，获得持续高温 A 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行 气密性 不能 放 空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化

【解析】根据所学知识和题中信息知，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。【猜想与假设】（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为. Cu2O。（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。【分析与交流】（1）建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。这样建议的原理是这是固体反应物间的反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。 （2）建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是有利于集中加热，获 得持续高温。（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，建议选择A. 32︰3的比例。这样选择的理由是反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行。【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是放热反应。待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。

点睛∶本题主要考查与木炭与氧化铜反应实验相关的知识。