Question

（1）小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；在擦眼镜时，发现自己铜制眼镜框表面出现了一些绿色物质，他通过查阅资料知道：该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃．
【提出问题】：铜是在什么条件下锈蚀的呢？
【猜想与假设】：根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与空气中的水、

 

和

 

三种物质共同作用的结果．
【实验探究】：借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，如图所示：

①实验较长时间后，发现

 

（填字母编号）试管中的光亮铜片最先生锈．
②从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件．C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为

 

．
③D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为

 

；从D试管的实验中，获得的结论是

 

．
【评价与改进】：我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示）：

 

【应用与拓展】
①写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法

 

；
②小明发现从不同地点收集到的两个铜器（一个是纯铜做的，一个是青铜做的）中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀．小明的分析是否全面？请你说明理由．

 

．
（2）已知铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]在加热时分解生成A、B、C三种常见的氧化物，下面是有关物质之间的转化关系图示．

I．试通过分析推断，确定下列物质：
D的化学式为

 

，X的化学式为

 

．
II．写出反应①和③的化学方程式，并注明反应的基本类型：
①

 

，基本类型为

 

；
③

 

，基本类型为

 

．
III．反应⑤的化学方程式为

 

，请举出该反应的一种用途：

 

．

Answer 1

分析：铜在与氧气、水和二氧化碳等物质充分接触时容易生锈；防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层金属等；碱式碳酸铜受热分解能生成氧化铜、水和二氧化碳；电解水能生成氢气和氧气；氧化铜和氢气在加热条件下能生成铜和水；二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳；一氧化碳和氧化铜在加热条件下能生成铜和二氧化碳；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．

解答：解：（1）【猜想与假设】
根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与空气中的水、氧气和二氧化碳三种物质共同作用的结果．故填：氧气；二氧化碳．
【实验探究】
①B中铜与空气中的水、氧气和二氧化碳三种物质充分接触，容易生锈．故填：B．
②C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为氧气（或二氧化碳）．故填：氧气（或二氧化碳）．
③D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为氧气和二氧化碳．故填：氧气和二氧化碳．
从D试管的实验中，获得的结论是铜同时与氧气和二氧化碳接触也不易生锈．故填：铜同时与氧气和二氧化碳接触也不易生锈．
【评价与改进】
小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是让铜片同时与水和二氧化碳（或氧气）接触．故填：让铜片同时与水和二氧化碳（或氧气）接触．
【应用与拓展】
①在铁或铜等金属制品表面刷漆可以防止金属生锈．故填：在铁或铜等金属制品表面刷漆．
②因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较．所以小明的分析不全面．故填：不全面；因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较．
（2）碱式碳酸铜受热分解能生成氧化铜、水和二氧化碳；电解水能生成氢气和氧气；氧化铜和氢气在加热条件下能生成铜和水；二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳；一氧化碳和氧化铜在加热条件下能生成铜和二氧化碳；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．
I．所以D是氧气，X是木炭．故填：O₂；C．
II．①碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑．反应物是一种，生成物是三种，属于分解反应．故填：Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑；分解反应．
③氧化铜和氢气在加热条件下能生成铜和水，反应的化学方程式为：H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O．反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应．故填：H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；置换反应．
III．二氧化碳能使石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
常常用该反应来检验二氧化碳气体．故填：检验二氧化碳气体．

点评：解答本题要掌握化学方程式的书写方法、金属生锈的条件和防止金属生锈的方法等方面的内容，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．