题目内容

6．某中学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？
【查阅资料你】铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧化合价为-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Cu2O．
（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可以增加反应面积，有利于反应的进行．
（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有利于集中加热，获得持续高温．
（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择A（填选项序号）的比例．
A.32：3       B.40：3       C.48：3
【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，不久，即可看到试管底部变红热，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．
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．

分析 【猜想与假设】（1）猜测化学式时应根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则；
【分析与交流】
（1）根据物质接触面积越大反应就越充分，用超细炭粉与氧化铜粉末反应是合理的进行分析；
（2）根据乙装置中将试管直立放置的作用是有利于反应物受热进行分析；
（3）根据在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭进行分析；
【实验与结论】根据该实验必须保证装置的气密性良好，温度较高时铜可以和氧气反应生成氧化铜进行分析．

解答 解：【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，依据化合物中元素的化合价代数和为零的原则，所以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，所以这样建议的原理是：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，木炭和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑；
（2）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，并能利用反应放出的热量；
（3）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行，
2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑；
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即40：3，而碳粉稍微多一点，即在给定选项中选：A，所以选择的理由是：反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行；
【实验与结论】
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，可能是炭也氧气反应生成的二氧化碳，所以确定氧化铜和炭粉已经开始反应，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要放出热量，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．
故答案为：【猜想与假设】Cu2O；
【分析与交流】（1）可以增加反应面积，有利于反应的进行；
（2）有利于集中加热，获得持续高温；
（3）A（反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行）；
【实验与结论】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．

点评 本题为信息型实验探究题，完成实验探究题时，要明确探究的目的，根据所给信息按步骤进行分析，认真思考反应中的现象，不放过细节问题．

练习册系列答案
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3．下列各组中溶液，不用其他试剂就能鉴别出来的是（　　）
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④冷却到室温后才打开止水夹   ⑤要选用教室内的空气
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（3）实验时，不慎将酒精洒到桌面并着火，可用湿布覆盖，其灭火原理是隔绝氧气，降低可燃物的温度．
16．下列两种说法都是错误的，请你列举出一个具体实例，否定错误说法．
错误说法否定错误说法的实例
  （1）溶液一定都是无色的硫酸铜溶液是蓝色的
（2）分解反应中一定有单质生成碳酸分解生成二氧化碳和水

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