Question

（2004?黄浦区模拟）小明在化学课上了解到铁在潮湿的空气中很容易发生缓慢氧化而锈蚀（铁锈的主要成分为：Fe₂O₃?nH₂O）．为了证明铁生锈是铁与空气中的水和氧气共同作用的
结果，小明设计了如图1的实验（用图示表示）：
（1）一周后，编号为

B

的试管中铁钉生锈最明显．
（2）从此，小明成了有心人，在了解了新疆和海南岛两地的气候特点后，他推断铁生锈相对较慢的地区是

新疆

，理由是

新疆的气候比较干燥，空气中水蒸汽含量低

；小明还发现生活中有各种各样的防锈措施，如

保持干燥（涂油漆）

（写出一种防止铁生锈的措施）
小明又了解到铜也能生锈，铜锈的主要成分是铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，小明为了研究铜在空气中生锈的条件，将图1中的铁钉换成铜丝进行实验．经过一个月的观察发现B中的铜丝生锈了，A、C中的铜丝无明显变化．由此小明得出结论：“铜生锈的主要原因是铜与空气中的水和氧气共同作用的结果”．
（3）老师提醒小明，根据铜锈的化学式可以推断他的这一结论不正确，因为

铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，含有碳元素，而水和氧气中不含碳元素，因此不符合质量守恒定律

．
（4）为了说服小明，老师设计了图2的装置进行了进一步的实验，其中氢氧化钠溶液的作用是

吸收空气中的二氧化碳

．一个月后D中的铜丝没有生锈．由此可以认为参与铜生锈反应的物质有

水，氧气，二氧化碳

．
（5）产生铜锈的化学方程式为

2Cu+H₂O+O₂+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃

．
（6）上述实验过程中的什么信息可以用来证明铁比铜容易生锈？

实验过程中铁一周就可以看到明显现象，而铜需要一个月

．

Answer 1

分析：根据已有的知识进行分析，铁在有水和氧气并存时易生锈，防止铁生锈就是破坏铁生锈的条件；化学反应前后，元素的种类不变；设计实验证明铁和铜生锈的条件，铁放置一周而铜需要一个月才能观察到生锈的现象，据此解答．

解答：解：（1）据图可知，B中的铁钉与水和氧气同时接触，最先生锈，故填：B；
（2）新疆地区气候比较干燥，铁与水接触不充分，不易生锈，要防止铁生锈可以采用使铁保持干燥、刷漆等方法，故填：新疆；新疆的气候比较干燥，空气中水蒸汽含量低；保持干燥（涂油漆）；
（3）根据铜锈的化学式可以看出，其中含有碳元素，而氧气和水中不含有碳元素，不符合质量守恒定律，故填：铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，含有碳元素，而水和氧气中不含碳元素，因此不符合质量守恒定律；
（4）氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，铜丝与不含有二氧化碳的空气接触不会生锈，说明铜生锈需要水、氧气和二氧化碳，故填：吸收空气中的二氧化碳；水，氧气，二氧化碳；
（5）铜与水、氧气和二氧化碳反应能生成碱式碳酸铜，故填：2Cu+H₂O+O₂+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃；
（6）根据题干叙述可以知道，实验过程中，铁放置一周就能生锈，而铜需要放置一个月才能生锈，说明铁比铜容易生锈，故填：实验过程中铁一周就可以看到明显现象，而铜需要一个月．

点评：本题考查了金属锈蚀条件的探究，完成此题，可以依据题干提供的信息结合物质的性质进行．