Question

【題目】合肥市某中學化學興趣小組按照課本實驗方法 ，做木炭與氧化銅反應實驗時，發現很難觀察到紫紅色銅的生成，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、質量比，以及反應裝置，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__________________________________________________。

（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量比例，小施建議選擇___________(填選項序號)的比例。

A. 32︰3 B. 40︰3 C. 48︰3

你認為小施這樣選擇的理由是__________________________________________________。

【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渾濁時，________（填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經開始反應。

不久，即可看到試管底部變紅熱，停止加熱后，仍能看到紅熱現象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個現象說明該反應是________（填“吸”或“放”）熱反應。

待反應結束，先將導氣管從石灰水中取出，然后關閉止水夾，讓產物自然冷卻。若不關閉止水夾，可能出現的問題是____________________________________________。

待產物冷卻后，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】 Cu2O （Cu4C、Cu2C等其他合理答案同樣給分） 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 有利于集中加熱，獲得持續高溫 A 反應中炭粉會與試管內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 氣密性 不能 放 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

【解析】根據所學知識和題中信息知，做木炭與氧化銅反應實驗時，發現很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現。【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. 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，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）建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗。這樣建議的原理是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。 （2）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有利于集中加熱，獲 得持續高溫。（3）對下列三種氧化銅和碳的質量比例，建議選擇A. 32︰3的比例。這樣選擇的理由是反應中炭粉會與試管內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氣密性后，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渾濁時，不能確定氧化銅和炭粉已經開始反應。不久，即可看到試管底部變紅熱，停止加熱后，仍能看到紅熱現象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個現象說明該反應是放熱反應。待反應結束，先將導氣管從石灰水中取出，然后關閉止水夾，讓產物自然冷卻。若不關閉止水夾，可能出現的問題是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。

點睛∶本題主要考查與木炭與氧化銅反應實驗相關的知識。