Question

（2013?長寧區一模）某化學興趣小組的同學按照課本實驗方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應的實驗時，發現很難觀察到有亮紅色金屬銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現．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象更明顯？
【查閱資料】銅元素有+1和+2兩種化合價，氧元素的化合價通常為-2．
【猜想與假設】
（1）同學們認為這種暗紅色固體可能是另一種銅元素的氧化物，并猜測它的化學式為

Cu₂O

．
（2）同學們還認為，通過改變反應物的狀態、質量比，以及反應裝置等，可以使該實驗現象更加明顯，減少出現暗紅色固體的情況．
【分析與交流】
（1）小赟建議用超細炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進行實驗．你認為這樣建議的原因是

增大反應物接觸面積，使反應更充分

，該反應的化學方程式為

C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑

．
（2）小慧認為穩定的高溫是本實驗成功的關鍵因素之一，建議在酒精燈火焰處加金屬網罩（如圖乙），使酒精燈外焰完全包圍試管的下部，其作用是

集中火焰，提高溫度

．
【實驗與結論】
同學們決定按改進后的方案進行實驗．他們在檢查了乙裝置的

氣密性

后，往試管中加入已充分干燥的超細炭粉與氧化銅粉末的混合物，并開始加熱，當看到澄清的石灰水剛剛有稍許渾濁時，

不能

（填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經開始反應．待反應結束，先將導氣管從石灰水中取出，然后立即關閉止水夾，讓產物自然冷卻．若不及時關閉止水夾，可能出現的問題是

生成的銅再次被氧化

．待產物冷卻后，同學們終于看到了期待已久的亮紅色金屬銅，實驗獲得了圓滿成功．

Answer 1

分析：【猜想與假設】（1）猜測化學式時應根據化合物中元素的化合價代數和為零的原則；
【分析與交流】（1）根據細炭粉與氧化銅粉末充分混合能增大接觸面積，使反應更充分進行分析；根據反應寫出反應的方程式；
（2）加上燈罩可以使火焰更集中，提高溫度；
【實驗與結論】該實驗必須保證裝置的氣密性良好；碳也可以和氧氣反應生成二氧化碳，同樣可以使澄清石灰水變渾濁；溫度較高時銅可以和氧氣反應生成氧化銅，可以據此解答該題．

解答：解：【猜想與假設】（1）由題意可知，銅元素可以顯+1價，所以，暗紅色固體可能是Cu₂O；
【分析與交流】（1）用超細炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進行實驗，這樣可以增大反應物接觸面積，使反應更充分，在高溫條件下，碳與氧化銅反應，生成為銅和二氧化碳，反應的方程式是：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）在酒精燈火焰處加金屬網罩的作用是：集中火焰，提高溫度；
【實驗與結論】用乙裝置進行試驗時，應檢查裝置的氣密性；由于碳也可以和氧氣反應生成二氧化碳，同樣可以使澄清石灰水變渾濁．所以，當看到澄清的石灰水剛剛有稍許渾濁時，不能確定氧化銅和炭粉已經開始反應．由于溫度較高時銅可以和氧氣反應生成氧化銅，實驗結束時，若不及時關閉止水夾，可能出現的問題是生成的銅再次被氧化．
故答為：【猜想與假設】（1）Cu₂O；【分析與交流】（1）增大反應物接觸面積，使反應更充分；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（2）集中火焰，提高溫度；【實驗與結論】氣密性；不能；生成的銅再次被氧化．

點評：本題是對碳還原氧化銅的實驗和實驗操作的綜合考查，注意類似知識的遷移和靈活運用就能較快解答本題．