Question

20．某中學(xué)化學(xué)興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法（如圖），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？
【查閱資料】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．
【猜想與假設(shè)】
（1）同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測它的化學(xué)式為Cu₂O或Cu₄C或Cu₂C．
（2）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增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
（2）小周建議用乙裝置替代甲裝置．與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫．
（3）對下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例，小施建議選擇A（填選項(xiàng)序號）的比例．
A.32：3       B.40：3       C.48：3
你認(rèn)為小施這樣選擇的理由是反應(yīng)中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】
（1）銅有+1和+2兩種化合價(jià)，碳的化合價(jià)為+4或-4，因此暗紅色固體可能是Cu₂O或Cu₄C或Cu₂C；
【分析與交流】
（1）反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（2）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；
（3）高溫條件下，碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，氧化銅和碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
（1）化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零，銅有+1和+2兩種化合價(jià)，碳的化合價(jià)為+4或-4，因此暗紅色固體可能是Cu₂O或Cu₄C或Cu₂C．
故填：Cu₂O或Cu₄C或Cu₂C．
【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)．這樣建議的原理是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
故填：增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
（2）小周建議用乙裝置替代甲裝置．與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是：反應(yīng)物更集中，有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫．
故填：有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫．
（3）氧化銅和碳反應(yīng)的化學(xué)方程式及其反應(yīng)物的質(zhì)量關(guān)系為：2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
                                                                                           160  12
因此氧化銅和碳的質(zhì)量比是：160：12=40：3，A中碳過量，C中氧化銅過量，由于試管中含有少量的氧氣，能夠消耗一部分碳，因此稍過量的炭粉有利于反應(yīng)順利進(jìn)行．
故填：A；反應(yīng)中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．