Question

某化學(xué)興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法（如下圖），做木炭與氧化銅反應(yīng)的實(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(duì)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(cè)它的化學(xué)式為                 。

（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）小吳建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為這樣建議的原理是               ；

反應(yīng)的化學(xué)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(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)，他們?cè)跈z驗(yàn)了乙裝置的                后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時(shí)，       （填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)。

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(gè)現(xiàn)象說(shuō)明該反應(yīng)是       （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)。

待產(chǎn)物冷卻后，同學(xué)們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

【答案】

【猜想與假設(shè)】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(yīng)物，可以增加表面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。

2CuO+C 2Cu+CO₂↑

（2）有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫。

【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】氣密性 、不能 、 放  

【解析】

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

【分析與交流】

（1）反應(yīng)物質(zhì)接觸面積越大，反應(yīng)就越充分，故使用顆粒更小的固體反應(yīng)物，可以增加表面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。碳與氧化銅在高溫條件下反應(yīng)，生成銅和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)中放出的熱量。

【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】

由于該實(shí)驗(yàn)還要驗(yàn)證反應(yīng)的生成物，二氧化碳?xì)怏w的存在，故需要保證裝置的氣密性良好，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要檢查裝置的氣密性；當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時(shí)，可能是炭與氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，故不能判斷碳一氧化銅發(fā)生了反應(yīng)；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(gè)現(xiàn)象說(shuō)明該反應(yīng)會(huì)放出熱量。

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

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。