Question

【题目】铜片在潮湿的空气中久置，表面会产生绿色的铜锈。某小组同学设计并进行实验，探究铜生锈的条件。

【猜想与假设】常温下，铜生锈可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与铜片接触的物质，利用右图装置（铜片长
8cm，宽1cm，试管容积为20mL），分别进行下列7个实验，并持续观察30天。

编号	主要实验操作	实验现象
①	充满纯净的O2	铜片均无明显变化
②	充满纯净的CO2
③	充满经煮沸并迅速冷却的蒸馏水
④	加入蒸馏水5mL（液面未浸没铜片），再充满O2
⑤	加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5 mL，再充满CO2
⑥	充入10mL O2 ， 再充入10mLCO2
⑦	加入蒸馏水5ml，再依次充入10mL CO2和10mL O2	铜片生锈，且水面附近锈蚀最严重

【解释与结论】
（1）实验3中，要使用经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，原因是。
（2）实验5的目的是。
（3）通过上述实验，得出铜生锈的条件是。
（4）【反思与评价】
请写出一种防止铜制品锈蚀的方法。
（5）查阅资料可知，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3。由此，你认为上述实验中只需进行实验（填实验编号），就可探究出铜生锈条件，理由是。
（6）与以上进行的实验对比，你认为铜片在通常状况的空气中，生锈非常缓慢的原因可能是。

Answer 1

【答案】
（1）除去水中溶解的氧气
（2）探究铜生锈是否是H2O与CO2共同作用的结果
（3）需O2、CO2、水蒸气同时存在
（4）涂油
（5）5和7碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素,由元素守恒可知,铜生锈的过程中一定有CO2与H2O参加反应,故只需要进行实验5和7即可知道铜生锈条件是否需要O2的参加
（6）空气中O2、CO2、水蒸气的含量较低
【解析】（1）实验3中，气体的溶解度对温度的升高而减小，所以煮沸能除掉水中的氧气，经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，是没有溶解氧气的水。
（2）加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5 mL，再充满CO2，该条件下铜不生锈，说明铜、H2O与CO2共同作用下，铜不会生锈；
（3）通过上述实验可知，当氧气、水、二氧化碳中缺少任何一种物质时铜不生锈，但氧气、水、二氧化碳、铜并存时，铜能生锈，得出铜生锈的条件是氧气、水、二氧化碳、铜共存。
（4）根据铜生锈的条件可知，防止铜制品锈蚀的方法：保持干燥、或隔绝氧气或二氧化碳，
(5).碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素，由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，空气中含碳元素的物质为二氧化碳，含氢元素的物质为水，铜生锈的过程中一定有CO2与H2O参加反应，故只需要进行实验5和7即可知道铜生锈条件是否需要O2的参加 ；
(6)反应物的浓度会影响反应速率，一般浓度越大，反应速率越快，反之浓度越小，反应越慢，与以上进行的实验对比，你认为铜片在通常状况的空气中，生锈非常缓慢的原因可能是空气中O2、CO2、水蒸气的含量较低。
故答案为：（1）除去水中溶解的氧气；（2）探究铜生锈是否是H2O与CO2共同作用的结果；（3）需O2、CO2、水蒸气同时存在；（4）涂油；（5）5和7碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素，由元素守恒可知，铜生锈的过程中一定有CO2与H2O参加反应，故只需要进行实验5和7即可知道铜生锈条件是否需要O2的参加；（6）空气中O2、CO2、水蒸气的含量较低

要证明铜生锈的条件，要设计对照试验，可以根据反应的速率和反应物的浓度进行分析