题目内容
【题目】合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4.
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为______。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是______。
（2）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是______。
（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A.32：3 B.40：3 C.48：3
（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的______后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，______（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是______（填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是______。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
【答案】Cu2O 使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行 有利于集中加热，获得持续高温 A 气密性 不能 放 空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】
[猜想与假设]（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。根据元素守恒和化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O。
[分析与交流]（1）物质接触面积越大反应就越充分，故这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。
（2）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，故与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温。
（3）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。C + 2CuO 
2Cu + CO2↑，反应中氧化铜与碳的质量比为40：3，碳应适当过量，故选A。
[实验与结论] ①实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应。
②停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应放出热量，属于放热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
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