题目内容
20．某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图），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Cu2O或Cu4C或Cu2C．
（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增大反应物的接触面积，加快反应速率．
（2）小周建议用乙装置替代甲装置．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
你认为小施这样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顺利进行．
分析 【猜想与假设】
（1）铜有+1和+2两种化合价，碳的化合价为+4或-4，因此暗红色固体可能是Cu2O或Cu4C或Cu2C；
【分析与交流】
（1）反应物接触面积越大，反应速率越快；
（2）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）高温条件下，碳和氧气反应生成二氧化碳，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳．
解答 解：【猜想与假设】
（1）化合物中元素化合价代数和为零，铜有+1和+2两种化合价，碳的化合价为+4或-4，因此暗红色固体可能是Cu2O或Cu4C或Cu2C．
故填：Cu2O或Cu4C或Cu2C．
【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．这样建议的原理是增大反应物的接触面积，加快反应速率．
故填：增大反应物的接触面积，加快反应速率．
（2）小周建议用乙装置替代甲装置．与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：反应物更集中，有利于集中加热，获得持续高温．
故填：有利于集中加热，获得持续高温．
（3）氧化铜和碳反应的化学方程式及其反应物的质量关系为：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑，
160 12
因此氧化铜和碳的质量比是：160：12=40：3，A中碳过量，C中氧化铜过量，由于试管中含有少量的氧气，能够消耗一部分碳，因此稍过量的炭粉有利于反应顺利进行．
故填：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顺利进行．
点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．
| A． | H2 | B． | O2 | C． | H2O | D． | H2O2 |
| A． | 氧气具有可燃性 | B． | 空气中含量最多的是氧气 | ||
| C． | 夏天食物腐烂与氧气无关 | D． | 通常用带火星的木条检验氧气 |
| A． |  果粒橙 | B． |  雪碧 | C． |  可口可乐 | D． |  矿泉水 |
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| H2O2溶液的溶质质量分数 | 1% | 5% | 10% | 15% |
| MnO2质量 | 0.2克 | 0.2克 | 0.2克 | 0.2克 |
| 气泡产生的速度 | + | ++ | +++ | ++++ |
（1）由实验方案可知，他们建立的假设是过氧化氢溶质质量分数越大，过氧化氢分解的速度越快．
（2）小明认为上述实验还说明了MnO2能促进过氧化氢的分解，小红觉得不合理．你认为小红的理由是该实验没有设置对照组．
（3）小红用一定质量某溶质质量分数的H2O2溶液和二氧化锰（MnO2）粉末制取氧气，产生氧气，做出氧气释放量和时间的关系图（曲线甲）；小明用相同质量、相同溶质质量分数的H2O2溶液在相同条件下制取氧气，但忘记加二氧化锰，也做出氧气释放量与时间的关系图（曲线乙）．曲线甲、乙正确的可能是如图2中的C．