Question

3．某中学化学兴趣小组按照课本的实验方法（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． 
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的反应装置，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物，并猜测它的化学式可能为Cu₂O．
（2）同学们还认为，通过改变反应装置，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）甲庄子中酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是使火焰集中并提高温度．
（2）实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据，因为试管中还可能发生反应C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂（写化学方程式）．
【实验与结论】
（1）稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置的气密性也会影响加热的效率，同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验，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．
（2）待反应结束，先将导管从石灰水中取出，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后的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．待产物冷却后，同学们中雨找到了期待已久的紫红色铜粉，实验获得了圆满成功．

Answer 1

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）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度；
（2）碳也可以和氧气反应生成二氧化碳，同样可以使澄清石灰水变浑浊，可以据此解答该题；
【实验与结论】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，可以据此解答该题．

解答 解：【猜想与假设】中，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）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度；
（2）碳也可以和氧气反应生成二氧化碳，同样可以使澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；
【实验与结论】实验时首先要检查装置的气密性，防止石灰水倒吸，待反应结束，先将导管从石灰水中取出；温度较高时铜可以和氧气反应生成氧化铜，所以若试管中的产物没有冷却就打开止水夹，则空气会进入试管而使还原出来的铜被再次氧化．
故答案为：【猜想与假设】Cu₂O；
【分析与交流】（1）使火焰集中并提高温度；
（2）C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；
【实验与结论】（1）气密性；（2）导管从石灰水；空气会进入反应后的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．

点评 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．