某化學(xué)興趣小組按照課本實驗方法(如圖甲),做木炭與氧化銅反應(yīng)實驗時,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】
銅有+1和+2兩種化合價,通常情況下,氧的化合價為-2,碳的化合價為+2或+4。
【猜想與假設(shè)】
(1)同學(xué)們認為這種暗紅色固體可能是一種化合物,它的化學(xué)式為
Cu2O
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,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】
(3)小明同學(xué)建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗。原因是增大了反應(yīng)物接觸面積,反應(yīng)更充分
增大了反應(yīng)物接觸面積,反應(yīng)更充分
。
(4)對下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例,小芳建議選擇A
A
(填選項序號)的比例。
A.40:4 B.40:3 C.40:2
你認為小芳這樣選擇的理由是碳能和試管中的氧氣反應(yīng)消耗一部分,同時碳和生成的二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳而消耗一部分,因此碳稍過量有利于氧化銅完全反應(yīng)
碳能和試管中的氧氣反應(yīng)消耗一部分,同時碳和生成的二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳而消耗一部分,因此碳稍過量有利于氧化銅完全反應(yīng)
。
【實驗與結(jié)論】
(5)同學(xué)們決定按改進后的方案進行實驗,他們在檢驗了乙裝置的氣密性后,往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱,當看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時,不能
不能
(填“能”或“不能”)確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)。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,這個現(xiàn)象說明該反應(yīng)是放熱
放熱
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(6)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)的問題是銅在高溫條件下被空氣中的氧氣氧化
銅在高溫條件下被空氣中的氧氣氧化
。待產(chǎn)物冷卻后,同學(xué)們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠,實驗獲得了圓滿成功。