Question

【題目】久置的銅制品表面能生成綠色的銅銹[主要成分為Cu2（OH）2CO3]，某化學(xué)興趣小組對銅生銹的條件進(jìn)行了以下探究． 【提出猜想】根據(jù)銅銹的組成元素推測，銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計】興趣小組同學(xué)取打磨光亮的銅絲，設(shè)計了如圖所示的四個實(shí)驗(yàn)．

（1）【現(xiàn)象分析】 若干天后，發(fā)現(xiàn)只有D瓶中的銅絲出現(xiàn)綠色的銅銹，其他瓶中的銅絲均無銅銹出現(xiàn)．
①實(shí)驗(yàn)B、C瓶中所使用的蒸餾水是經(jīng)煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其目的是 ．
②B瓶與D瓶中的現(xiàn)象對比，可以得出的結(jié)論是 ．
（2）【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由上述四個實(shí)驗(yàn)可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的共同作用的結(jié)果．
（3）【拓展探究】以銹蝕嚴(yán)重的廢銅屑為原料，回收制取純銅． 查閱資料：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑
Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
如圖是該興趣小組設(shè)計的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：

【分析評價】
①步驟Ⅱ反應(yīng)過程中發(fā)生了還原反應(yīng)的物質(zhì)是（填化學(xué)式）．
②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 ．
③步驟Ⅴ過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
④同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量：方案一（填“＞”或“=”或“＜”）方案二．以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理由是（任答一點(diǎn)）．

Answer 1

【答案】
（1）除去水中溶解的氧氣；銅生銹需要二氧化碳
（2）氧氣、水和二氧化碳
（3）CuO；過濾；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；=；方案二不需加熱
【解析】解：【現(xiàn)象分析】經(jīng)煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其原因是除去水中溶解的氧氣；故填：除去水中溶解的氧氣；銅生銹是否需要空氣中的二氧化碳，變量是否含有二氧化碳，其余條件必須相同，所以B和D形成對照實(shí)驗(yàn)，可以探究是否需要有二氧化碳參加反應(yīng)，故得出結(jié)論：銅生銹需要二氧化碳； 通過上述四個實(shí)驗(yàn)可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果，故填：氧氣、水和二氧化碳；
【分析評價】①在化學(xué)反應(yīng)CuO+CO Cu+CO2中，氧化銅失去了氧，發(fā)生了還原反應(yīng)，故填：CuO；②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要分離難溶性雜質(zhì)，過濾是分離難溶性雜質(zhì)的方法，所以都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過濾，故填：過濾；③因?yàn)榧尤脒^量鐵粉，所以固體B中含有鐵和銅，加入稀硫酸，銅不反應(yīng)，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類、元素的質(zhì)量都不變，兩種方案中反應(yīng)前銅元素質(zhì)量相等，所以反應(yīng)后生產(chǎn)銅的質(zhì)量相等；方案二與方案一相比較，方案二不需加熱，故填：=；方案二不需加熱．
【現(xiàn)象分析】根據(jù)氧氣在水中的溶解度進(jìn)行分析；根據(jù)對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計方法考慮；銅絲生銹，說明銅與水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)充分接觸時容易生銹進(jìn)行解；
【分析評價】①根據(jù)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行解答；②根據(jù)過濾是分離難溶性雜質(zhì)的方法進(jìn)行分析；③根據(jù)反應(yīng)物、生成物寫出化學(xué)方程式；④根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行解答．