讨论组1
一、实验目的
1.加深对碳还原氧化铜实验原理、影响因素的理解；
2.进一步学会利用简单比较法进行实验探究；
3.提高分析问题，解决实际问题的能力。
二、中学教学中存在的问题
1.木炭和氧化铜的质量比难以把握，不但影响反应的快慢而且关系到反应后生成物的状态。反应后无论哪种物质有剩余都会在生成物中掺人黑物质， 影响实验的直观效果。 2.使用酒精灯加热，反应速率太慢， 所需时间长，实验演示成功率低现象不明显。
3.反应物混合不均匀、反应物接触的面积小，使反应进行得很慢或反应不完全。
4.最后冷却时，空气进入试管，很容易将灼热的铜重新氧化，导致实验失败。 三、实验原理
该实验为固体与固体的反应， 反应物均为黑粉末，反应放热，放出CO2气体，可用澄清石灰水进行检验。
4、可能影响实验的因素及影响规律
1.氧化铜的制取：将铜粉放在蒸发皿中加热， 翻炒至黑， 从而得到纯度较高的氧化铜。新制出的氧化铜活性大，粉末较细。反应物之间的接触面积越大，反应越充分，反应的速率则越大，实验效果越明显。
2.木炭的选择：质地疏松的木炭放在研钵中进行研磨，越细越好。研磨好的木炭粉放入蒸发皿中进行翻炒（新烧制的木炭最好）。
粉末冶金轴承3.最佳的质量比为1:115即C:CuO质量比=0.2:2.2；
4.木炭的干燥程度和纯度，水分会影响结果；用分析纯的氧化铜为氧化剂时，实验现象完全红热，有大量光亮铜生成，现象更为明显。
5.木炭与氧化铜粉末的接触程度，接触越充分反应越彻底。
6.碳粉和氧化铜的质量比
当混合物比例为 1 ：10~ 1 ：11时, 反应较完全, 生成亮红的蜂窝状( 网状) 金属铜块, 有可锻性, 是该反应的最佳比例范围。当比例在1：6~ 1 ：10 之间时, 出现未完全反应的木炭粉末,而且木炭含量越高则残余的黑粉末也越多, 但在表层上生成的铜珠反而较大。比例在 1∶ 11. 5时反应能够快速的进行 ,即很快的出现大块的铜网 ,同时在反应中出现暗红, 可以从实验现象看到有氧化亚铜的存在 , 比例在 1：12 时, 除了紫红疏松网状铜块外, 还部分生成了暗红粉末( Cu2O) ; 比例在 1 ：13 时, 产物主要是层状的暗红粉末。
7.反应物的研磨和混匀
混合物研磨程 度越高，总表面积越大，活化中心越多，加热时反应就越快 、越好。在较 短时间就会出现红热现象，一般情况下研磨时间为5min以上，若混合研磨时间为 15 m i n 及以上实验现象更明显。
8.比例一定，混合物总质量的影响
当用量小时, 来自灯焰的热量容易通过热传递散失于试管里的气体中,反应只在底部局部发生; 当用量增大后,一定厚度的混合物可以阻隔热量的散失, 有利于聚热, 从而增加了实验的成功率。
五、药品物理化学参数
项 称 名 目 | 相对分子质量 敌对边缘 | 熔点 /℃ | 沸点 /℃ | 密度 g/cm3 | 溶解度 | 备注 |
C | 12 | 3652 | 4827 | 2.28 | 不溶于水 | 黑固体 |
CuO | 79.545 | 1326 | | 6.5 | 不溶于水 | 黑单斜晶系结晶或黑到棕黑无定形结晶性粉末 |
Cu | 63.546 | 1083.4打印胶片 | 2567 | 8.92 | 不溶于水 | 紫红具有金属光泽 |
CO2 | 44.01 | -56.6 | -78.5 | 1.977 | 微溶于水 | 无无味气体 |
Ca(OH)2 | 74.09 | 580 | 2850 | 2.24 | 微溶于水，不溶于乙醇 | 白粉末，有微苦碱味 |
| | | | | | |
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六、仪器药品
仪器：铁架台 、试管、导气管、止水夹、单孔橡胶塞、酒精灯、网罩、火柴、玻璃棒、坩埚钳、药匙、托盘天平、棉花
药品：木炭、铜粉、新制石灰水
七、实验装置图
八、实验步骤
1.组装实验仪器，并检查装置气密性；
2.称量：按一定比例称取药品，探究木炭与氧化铜反应的最佳比例；取干燥20mm×200mm硬质试管，在试管里加入按比例研磨好的1.5g木炭与17.25g氧化铜的混合物，用酒精喷灯（酒精灯）先均匀加热，然后集中加热反应物。
3.加料：将称好的药品用纸条将固体药品装入试管底部，但不能将试管底部封住，应留出一些空间排放气体，平方试管将药品铺平，在试管口的末端塞上棉花，防止固体药品将导管堵塞；
4.加热：使用酒精灯加热（需要集中且稳定的火焰，加网罩），先均匀加热然后集中加热反应物。并控制实验反应速率，右边烧杯内气泡产生速率均匀即可；加热1min左右，导管口有大量气泡产生，澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。加热2min左右，试管底的反应物产生红热现象，并迅速反应生成红棕的固体。等到没有气泡产生时，撤去酒精喷灯并用止水夹夹住乳胶管处，这样既可以简单地防治水的倒流，也可以使生成的铜单质不与空气接触而再次被氧化成氧化铜。
5.观察实验并记录实验现象；
6.拆除装置：等到没有气泡产生时， 撤去酒精灯并用止水夹夹住乳胶管处，这样既可以简单地防止水的倒流也可以使生成的铜单质不与空气接触而再次被氧化成氧化铜。
7.试管冷却后，倒出生成物，红棕的物质呈现出来。
九、实验数据记录表
木炭与氧化铜不同质量比实验
m（C：CuO） | 1：7 | 1:8 | 1：9 | 1：10 | 1：11 | 1:12 | 1：13 | 1:14 |
加热时间 | | | | | | | | |
实验现象 | | | | | | | | |
实验结果 | | | | | | | | |
产物鉴定 | | | | | | | 熊猫猪 | |
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十、注意事项：
1、酒精灯加热前，要先预热半分钟，在进行加热；
2、在反应装置的试管口严塞上棉花，防止堵塞试管路轨两用消防车
3、实验结束是要先移除检验二氧化碳装置的试管，在熄灭酒精灯，防止倒吸炸裂试管。
参考文献：
王莉.木炭还原氧化铜最佳实验条件的选择.昌吉师专学报.1999（03）
王明振.木炭还原氧化铜实验的研究.枣庄师专学报.2000(4)第17卷2期
汪兴源.木炭还原氧化铜实验的探讨.科学教育.1995（3）
杨国安,龙金平.木炭还原氧化铜实验的改进.高等涵教学报.1995（1）
林穗云.木炭还原氧化铜实验方案的探讨.嘉兴达大学学报.2002(3)
黄秀云.木炭还原氧化铜演示实验的改进.遵义师院学报.2012（12）
李海涛,张,王萍.三个初中化学装置的改进及实验效果.玉溪师专学报.1991（1）
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