Question

【題目】某興趣小組按照課本實驗方法用圖甲做木炭與氧化銅反應實驗時，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？如何選擇合適的條件，使木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象更明顯？

（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。

（1）寫出木炭還原CuO的化學方程式_____。

（猜想與假設）

（2）同學們認為這種暗紅色固體可能是一種銅的化合物，并猜測它的化學式為_____。

（3）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_____。

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_____。

（4）（實驗與結(jié)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出現(xiàn)渾濁時，可以確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應，寫出澄清石灰水變渾濁的原因_____（用化學方程式表示），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，待反應結(jié)束，先將導氣管從石灰水中取出，然后關閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻。若不關閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是_____，待產(chǎn)物冷卻后，同學們終于找到了期待己久的紫紅色銅珠，實驗獲得了圓滿成功。

Answer 1

【答案】2CuO+C2Cu+CO2↑ Cu2O（Cu4C、Cu2C） 超細炭粉與氧化銅粉末接觸面積更大 有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫 氣密性； CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O； 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】

（1）氧化銅和碳在高溫下反應生成銅和二氧化碳，反應的化學方程式為2CuO+C2Cu+CO2↑；

（2）因為銅有+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。根據(jù)化合物中元素的化合價代數(shù)和為零的原則，暗紅色固體的化學式可能為：Cu2O（Cu4C、Cu2C）；

（3）①小吳建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗，這樣建議的原理是超細炭粉與氧化銅粉末接觸面積更大。

②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(xù)高溫；

（4）實驗時首先要檢查裝置的氣密性；澄清石灰水變渾濁的原因是二氧化碳與石灰水反應生成白色碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；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)象說明該反應要放出熱量，反應結(jié)束后要關閉止水夾，若不關閉止水夾，可能出現(xiàn)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。