Question

【題目】某興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法用圖甲做木炭與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)。他們決定對這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)。

（提出問題）暗紅色的固體是什么？如何選擇合適的條件，使木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯？

（資料）銅有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為﹣2，碳的化合價(jià)為+4或﹣4。

（1）寫出木炭還原CuO的化學(xué)方程式_____。

（猜想與假設(shè)）

（2）同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是一種銅的化合物，并猜測它的化學(xué)式為_____。

（3）同學(xué)們還認(rèn)為，通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)、質(zhì)量比，以及反應(yīng)裝置，可以使該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況。

（分析與交流）

①小吳建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為這樣建議的原理是_____。

②小周建議用圖乙裝置替代甲裝置。與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是_____。

（4）（實(shí)驗(yàn)與結(jié)論）

同學(xué)們決定按改進(jìn)后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們在檢驗(yàn)了乙裝置的_____后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水出現(xiàn)渾濁時(shí)，可以確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)，寫出澄清石灰水變渾濁的原因_____（用化學(xué)方程式表示），不久，即可看到試管底部變紅熱，停止加熱后，仍能看到紅熱現(xiàn)象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個(gè)現(xiàn)象說明該反應(yīng)是_____（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束，先將導(dǎo)氣管從石灰水中取出，然后關(guān)閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻。若不關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是_____，待產(chǎn)物冷卻后，同學(xué)們終于找到了期待己久的紫紅色銅珠，實(shí)驗(yàn)獲得了圓滿成功。

Answer 1

【答案】2CuO+C2Cu+CO2↑ Cu2O（Cu4C、Cu2C） 超細(xì)炭粉與氧化銅粉末接觸面積更大 有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫 氣密性； CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O； 放； 空氣會(huì)進(jìn)入反應(yīng)的試管中，使生成的依然灼熱的銅重新被氧化

【解析】

（1）氧化銅和碳在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuO+C2Cu+CO2↑；

（2）因?yàn)殂~有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為﹣2，碳的化合價(jià)為+4或﹣4。根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，暗紅色固體的化學(xué)式可能為：Cu2O（Cu4C、Cu2C）；

（3）①小吳建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣建議的原理是超細(xì)炭粉與氧化銅粉末接觸面積更大。

②與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是：有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫；

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要檢查裝置的氣密性；澄清石灰水變渾濁的原因是二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成白色碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；停止加熱后，仍能看到紅熱現(xiàn)象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個(gè)現(xiàn)象說明該反應(yīng)要放出熱量，反應(yīng)結(jié)束后要關(guān)閉止水夾，若不關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是：空氣會(huì)進(jìn)入反應(yīng)的試管中，使生成的依然灼熱的銅重新被氧化。