题目内容
【题目】我校化学兴趣小组按照课本实验方法（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+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】（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__________________。
【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
__________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。
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_______（填“吸”或“放”）热反应，所发生的化学反应方程式为______________________。
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。
【拓展与提高】(答对本小题奖励4分)“根据化学方程式可计算出理论上氧化铜与炭粉反应的质量比为______”但实际实验过程中，炭粉稍过量，你的理由是：（1）______________________；（2）__________________。”
【答案】 Cu2O 这是固体反应物间的反应，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。 气密性 不能 放 CuO+C高温Cu+CO2↑ 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 40：3 炭与氧气反应消耗了一部分 炭粉中含有固体杂质；（或炭粉不是很干燥等）
【解析】【猜想与假设】（1）由于已知的碳的氧化物均为气体，而氧化铜又是黑色的，结合铜有+1和+2两种化合价，可知该暗红色的固体氧化物的化学式可能为Cu2O；【分析与交流】（1）超细炭粉与氧化铜粉末进行实验可以增大与氧化铜反应的接触面积，有利用反应的进行；（2）乙装置中将试管直立放置的作用有利于集中加热，获得持续高温；【实验与结论】实验时首先要检查装置多气密性，当看到澄清多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；停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而左蔓延，这个现象说明该反应放出热量。碳还原氧化铜可生成铜和二氧化碳：CuO+C
Cu+CO2↑；反应结束后要关闭止水夹，防止进入空气，使灼热的铜再被氧化；【拓展与提高】物质反应的质量比即为相对分子质量之比，故氧化铜与炭粉反应的质量比=80:12=20:3 ；实际实验过程中，由于碳会和氧气反应一部分以及碳粉中含有少量杂质，故炭粉稍过量。
