题目内容

5．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】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（Cu4C、Cu2C等其他合理答案同样给分．
（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因是可以增加表面积，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
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进行．
【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，不能（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应．
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的铜，请你写出该反应的化学方程式：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑．．

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】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（Cu4C、Cu2C）
【分析与交流】
（1）物质接触面积越大反应就越充分，故答案为：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．
（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，答案为：是有利于集中加热，获得持续高温．
（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\;}}{\;}$2Cu+CO2↑
160：12
即40：3，而碳粉稍微多一点，即在给定选项中选A．
【实验与结论】
实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭也氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应要放出热量，反应结束后要关闭止水夹，防止进入空气，使灼热的铜再被氧化．
故答案为：【猜想与假设】Cu2O （Cu4C、Cu2C等其他合理答案同样给分）；
【分析与交流】（1）可以增加表面积，有利于反应的进行；
（2）有利于集中加热，获得持续高温；
（3）A；反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行．
【实验与结论】气密性  不能  空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．
2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑．

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．

练习册系列答案
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11．如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置．

（1）写出图中带标号仪器的名称：①长颈漏斗； 
（2）关闭A装置中的弹簧夹后，从仪器①向试管中注入一定量的水，静止后①的末端有一段稳定的水柱，则A装置是否漏气？气密性良好（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）．
（3）用C装置收集氧气，操作的正确顺序为bac（填编号）．
a．将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中b．将装满水的集气瓶倒置在水槽中c．当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置．
16．下列实验操作的先后顺序不正确的是（　　）
A．把玻璃管插入带孔橡皮塞时，先润湿一端，然后稍用力转动使之插入橡皮塞内
B．制取气体时，先检查装置的气密性，后装入药品
C．制取氧气完毕时，先熄灭熄灭酒精灯，后把导气管撤出水面
D．取粉状固体装入试管，要用到药匙与纸槽
13．CO2和H2O是初中化学中出现频率较高的两种物质，不同种类的物质都可以通过化学反应生成它们，请按图中物质类别各选一种具体物质的化学式填在圆框旁，并按要求写出13个化学方程式：

（1）C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，（2）CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O，（3）2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2，（4）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2，（5）2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑，
（6）CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑，（7）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，（8）2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O，（9）H2+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O，（10）CuO+2HCl=CuCl2+H2O，
（11）NaOH+HCl=NaCl+H2O，（12）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，（13）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
20．下列知识的归纳中，有错误的一组是（　　）
A物质的认识B现象的解释
①合金、合成纤维、合成橡胶、塑料都是有机高分子材料
②二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳都是大气污染物
③石油、煤、天然气、氢气都是不可再生的化石燃料		①夏天钢轨之间的缝隙变小：温度升高，原子之间的间隔变大
②糖是甜的，醋是酸的：分子不同，性质不同
③电解水制取氢气和氧气：分子在化学反应中可以再分
C物质的组成或结构关系D化学之最
 ①金刚石和石墨--碳原子排列不同
 ②硫原子和硫离子--质子数相同
 ③CO、CO2--每个分子中原子个数不同		①最简单的有机物--甲烷
②天然存在最硬的物质--金刚石
③地壳中含量最多的元素--氧元素
A．AB．BC．CD．D
10．如图是电解水的示意图．
（1）写出试管A、B内收集到的气体名称：
A内气体是氢气，连接蓄电池的负极．
（2）该反应能得出的结论水是由氢、氧两种元素组成的；该反应的文字表达式为水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气．
17．马强和几个同学在实验室用下列装置取几种气体．

（1）写出图标中标有①、②的仪器名称：①试管②酒精灯
（2）马强用高锰酸钾制取氧气，他选择上述装置中的A作为制取装置．你认为A装置中还缺少一团棉花．
写出该反应的文字表达式高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气
如果采用排水法收集氧气，应该与D装置连接，此时当收集满氧气后，应该如何操作？在水中用玻璃片盖紧集气瓶口，移出水槽后正立在桌上．
14．写出对应的化学符号
（1）氮气N2       
（2）五氧化二磷P2O5      
（3）一氧化碳CO．
15．取固体粉末药品时，一般用药匙．取颗粒较大的固体药品时可用镊子．液体药品不作特殊说明一般应取1-2mL．固体药品不作说明一般盖满试管底部．

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