Question

（2013?長寧區(qū)一模）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本實驗方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應(yīng)的實驗時，發(fā)現(xiàn)很難觀察到有亮紅色金屬銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)．他們決定對這個實驗進行探究和改進．

【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驗現(xiàn)象更明顯？
【查閱資料】銅元素有+1和+2兩種化合價，氧元素的化合價通常為-2．
【猜想與假設(shè)】
（1）同學(xué)們認為這種暗紅色固體可能是另一種銅元素的氧化物，并猜測它的化學(xué)式為

Cu₂O

．
（2）同學(xué)們還認為，通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)、質(zhì)量比，以及反應(yīng)裝置等，可以使該實驗現(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）小赟建議用超細炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進行實驗．你認為這樣建議的原因是

增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分

，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑

．
（2）小慧認為穩(wěn)定的高溫是本實驗成功的關(guān)鍵因素之一，建議在酒精燈火焰處加金屬網(wǎng)罩（如圖乙），使酒精燈外焰完全包圍試管的下部，其作用是

集中火焰，提高溫度

．
【實驗與結(jié)論】
同學(xué)們決定按改進后的方案進行實驗．他們在檢查了乙裝置的

氣密性

后，往試管中加入已充分干燥的超細炭粉與氧化銅粉末的混合物，并開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛剛有稍許渾濁時，

不能

（填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)．待反應(yīng)結(jié)束，先將導(dǎo)氣管從石灰水中取出，然后立即關(guān)閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻．若不及時關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是

生成的銅再次被氧化

．待產(chǎn)物冷卻后，同學(xué)們終于看到了期待已久的亮紅色金屬銅，實驗獲得了圓滿成功．

Answer 1

分析：【猜想與假設(shè)】（1）猜測化學(xué)式時應(yīng)根據(jù)化合物中元素的化合價代數(shù)和為零的原則；
【分析與交流】（1）根據(jù)細炭粉與氧化銅粉末充分混合能增大接觸面積，使反應(yīng)更充分進行分析；根據(jù)反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式；
（2）加上燈罩可以使火焰更集中，提高溫度；
【實驗與結(jié)論】該實驗必須保證裝置的氣密性良好；碳也可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，同樣可以使澄清石灰水變渾濁；溫度較高時銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，可以據(jù)此解答該題．

解答：解：【猜想與假設(shè)】（1）由題意可知，銅元素可以顯+1價，所以，暗紅色固體可能是Cu₂O；
【分析與交流】（1）用超細炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進行實驗，這樣可以增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分，在高溫條件下，碳與氧化銅反應(yīng)，生成為銅和二氧化碳，反應(yīng)的方程式是：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）在酒精燈火焰處加金屬網(wǎng)罩的作用是：集中火焰，提高溫度；
【實驗與結(jié)論】用乙裝置進行試驗時，應(yīng)檢查裝置的氣密性；由于碳也可以和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，同樣可以使澄清石灰水變渾濁．所以，當(dāng)看到澄清的石灰水剛剛有稍許渾濁時，不能確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)．由于溫度較高時銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，實驗結(jié)束時，若不及時關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是生成的銅再次被氧化．
故答為：【猜想與假設(shè)】（1）Cu₂O；【分析與交流】（1）增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（2）集中火焰，提高溫度；【實驗與結(jié)論】氣密性；不能；生成的銅再次被氧化．

點評：本題是對碳還原氧化銅的實驗和實驗操作的綜合考查，注意類似知識的遷移和靈活運用就能較快解答本題．