Question

24．（2011?梧州）梧州市某中學化學興趣小組按照課本實驗方法（如圖甲），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】分析：在明確探究目的在基礎上，仔細閱讀所給的信息，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；物質接觸面積越大反應就越充分，用超細炭粉與氧化銅粉末反應是合理的；乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于反應物受熱，在選擇氧化銅和碳的質量比例時要考慮到氧氣消耗的炭，所以石灰水開始變渾濁是不能說明氧化銅和碳發生了反應，反應結束后要關閉止水夾，防止進入空氣，使灼熱的銅再被氧化．
解答：解：【猜想與假設】中，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．根據化合物中元素的化合價代數和為零的原則，暗紅色固體的化學式可能為：Cu₂O（Cu₄C、Cu₂C）
【分析與交流】
（1）物質接觸面積越大反應就越充分，故答案為：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）乙裝置中將試管直立放置更有利于集中加熱，并能利用反應放出的熱量，答案為：是有利于集中加熱，獲得持續高溫．
（3）在選擇氧化銅和碳的質量比例時要考慮到氧氣消耗的炭，不能按反應的比例選擇，碳粉要稍多一些，有利于反應充分進行，答案為：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．
【實驗與結論】
實驗時首先要檢查裝置的氣密性，當看到澄清的石灰水剛出現渾濁時，可能是炭也氧氣反應生成的二氧化碳，故不能判斷碳一氧化銅發生了反應，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要放出熱量，反應結束后要關閉止水夾，防止進入空氣，使灼熱的銅再被氧化．
故答案為：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．
點評：完成實驗探究題時，要明確探究的目的，根據所給信息按步驟進行分析，認真思考反應中的現象，不放過細節問題．