Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)按照課本實(shí)驗(yàn)方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)很難觀(guān)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(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)．

【提出問(wèn)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】銅元素有+1和+2兩種化合價(jià)，氧元素的化合價(jià)通常為-2．
【猜想與假設(shè)】
（1）同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是另一種銅元素的氧化物，并猜測(cè)它的化學(xué)式為_(kāi)_______．
（2）同學(xué)們還認(rèn)為，通過(guò)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(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）小赟建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．你認(rèn)為這樣建議的原因是________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______．
（2）小慧認(rèn)為穩(wěn)定的高溫是本實(shí)驗(yàn)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________．
【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?cè)跈z查了乙裝置的________后，往試管中加入已充分干燥的超細(xì)炭粉與氧化銅粉末的混合物，并開(kāi)始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛剛有稍許渾濁時(shí)，________（填“可以”或“不能”）確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開(kāi)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(shí)關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問(wèn)題是________．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(shí)驗(yàn)獲得了圓滿(mǎn)成功．

Answer 1

解：【猜想與假設(shè)】（1）由題意可知，銅元素可以顯+1價(jià)，所以，暗紅色固體可能是Cu₂O；
【分析與交流】（1）用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末充分混合高溫加熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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+2CuO2Cu+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(shí)驗(yàn)與結(jié)論】用乙裝置進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，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(shí)，不能確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開(kāi)始反應(yīng)．由于溫度較高時(shí)銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，若不及時(shí)關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問(wèn)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+2CuO2Cu+CO₂↑（2）集中火焰，提高溫度；【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】氣密性；不能；生成的銅再次被氧化．
分析：【猜想與假設(shè)】（1）猜測(cè)化學(xué)式時(shí)應(yīng)根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)代數(shù)和為零的原則；
【分析與交流】（1）根據(jù)細(xì)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(jìn)行分析；根據(jù)反應(yīng)寫(xiě)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(shí)驗(yàn)與結(jié)論】該實(shí)驗(yàn)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(shí)銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，可以據(jù)此解答該題．
點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)操作的綜合考查，注意類(lèi)似知識(shí)的遷移和靈活運(yùn)用就能較快解答本題．