题目内容
【题目】某化学兴趣小组按照课本实验方法(如图甲),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+2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,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,以及反应装置,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】
(3)小明同学建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。原因是______。
(4)对下列三种氧化铜和碳的质量比例,小芳建议选择______(填选项序号)的比例。
A. 40:4 B. 40:3 C. 40:2
你认为小芳这样选择的理由是_______________。
【实验与结论】
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气密性后,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“能” 或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,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是___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(6)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紫红色铜珠,实验获得了圆满成功。
【答案】 Cu2O 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 A 反应中炭粉会与试管内空气中的氧气反应而被部分消耗,所以稍过量的炭粉有利于反应进行 不能 放热 空气会进入试管中,使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
(1)这种暗红色固体可能是氧化亚铜,氧化亚铜的化学式是Cu2O;
(3)小明同学建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验;原因是增大了反应物接触面积,反应更充分;
(4)氧化铜和碳粉反应的化学方程式及其质量关系为:2CuO+C 2Cu+CO2↑,
160 12
氧化铜和碳的质量比为:160:12=40:3,反应中炭粉会与试管内空气中的氧气反应而被部分消耗,所以稍过量的炭粉有利于反应进行,氧化铜和碳粉的质量比例应该选择40:4,故选A;
(5)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,不能确定氧化铜和碳粉已经开始反应,这是因为生成的二氧化碳可能是碳和试管中的氧气反应生成的;不久,即可看到试管底部变红热,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是放热反应;
(6)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试管中,使生成的依然灼热的铜重新被氧化。