Question

鋼鐵、鋁合金、銅制品等是應(yīng)用廣泛的金屬材料．據(jù)估計(jì)，每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料，約占全年鋼產(chǎn)量的十分之一．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)探究金屬腐蝕的原因，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：
（1）如圖，取一根約10cm的光亮鐵釘放在自來水中，觀察A、B、C三處的變化．幾天后，他們會發(fā)現(xiàn)

 

處最先出現(xiàn)鐵銹結(jié)合書本知識知道，鐵在空氣中生銹實(shí)際是鐵和

 

等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過程．
（2）一同學(xué)聯(lián)想到家里銅制餐具上有一層綠色物質(zhì)，認(rèn)為銅在空氣中也會生銹．他們上網(wǎng)查閱資料，知道這種綠色物質(zhì)的化學(xué)成分為Cu₂（OH）₂CO₃（銅綠）．他們從銅綠組成和空氣的成分大膽猜測，銅綠可能是銅與H₂O及

 

共同作用而形成的．
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】借鑒課本“鐵釘銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)，小梁設(shè)計(jì)了“銅片銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)如下圖所示（所用銅片潔凈、光亮，試管內(nèi)的“”為銅片）：

實(shí)驗(yàn)較長時間后，發(fā)現(xiàn)

 

試管中銅片最先生銹（填試管字母編號）．
【評價與改進(jìn)】小梁設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)還不夠完善，要得出正確的結(jié)論，還要補(bǔ)充一個實(shí)驗(yàn)．你認(rèn)為要補(bǔ)充的一個實(shí)驗(yàn)是（用圖表示）

 

．
【拓展與應(yīng)用】
小明發(fā)現(xiàn)從不同地點(diǎn)收集到的兩個銅器（一個是純銅做的，一個是青銅做的）中，純銅器的銅綠比青銅器的少，他據(jù)此分析認(rèn)為青銅比純銅易銹蝕．小明的分析是否全面？

 

（填“是”或“否”）．請你說明理由

 

．
（3）【查閱資料】孔雀石的主要成分也是Cu₂（OH）₂CO₃，還可以表示成CuCO₃?Cu（OH）₂．
與孔雀石相似，還有許多礦物可用xCuCO₃?yCu（OH）₂（x、y都是正整數(shù)）表示，石青
就是其中的一種．
【實(shí)驗(yàn)探究】為了驗(yàn)證石青的組成成分，他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請你共同參與探究．

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
步驟l	取少量石青樣品置于大試管中加入足量稀鹽酸	（1）產(chǎn)生大量氣體 （2）溶液呈藍(lán)色	（1）石青中含有離子：   （2）石青中含有離子：
步驟2	取少量石青樣品置于大試管中加熱	（1）殘留固體呈   色 （2）大試管內(nèi)壁出現(xiàn)	石青加熱易分解

【反思與拓展】
①確定步驟1中產(chǎn)生氣體成分的反應(yīng)方程式是

 

．若要增大該氣體在水中的溶解度方法是

 

A．升溫增壓；  B．升溫減壓；  C．降溫增壓；  D．降溫減壓
②根據(jù)以上探究，只要測定出參加反應(yīng)的石青的質(zhì)量、生成的氧化銅的質(zhì)量和

 

的質(zhì)量，就可確定石青的化學(xué)式（即確定x、y的值）．
③防止金屬銹蝕的方法很多，如制成不銹鋼、在金屬表面

 

（任寫一種方法）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究金屬銹蝕的條件,氣體溶解度的影響因素,鹽的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，鐵在與水和氧氣并存時易生銹，據(jù)此解答．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和題目信息推測銅綠的組成；根據(jù)對比實(shí)驗(yàn)的要求分析銅生銹的條件．對比實(shí)驗(yàn)一般采用“單一變量原則”，也就是說其他條件不變，只改變一個條件，這樣產(chǎn)生的不同結(jié)果就是這個因素引起的．
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以確定物質(zhì)的組成．
二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．

解答：解：（1）因?yàn)殇撹F的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，所以A、B、C三處中，B處先生銹；故填：B；氧氣和水蒸氣；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和銅綠的成分可知，銅綠可能是銅與H₂O及二氧化碳有關(guān)；故答案為：二氧化碳．
[設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)]D裝置中所有生銹的條件都具備，比如：氧氣、水、二氧化碳，故答案為：D．
[評價與改進(jìn)]需要一個實(shí)驗(yàn)和D形成對照，證明有空氣沒水的情況下照樣不會生銹，故答案為：；
[拓展與應(yīng)用]地點(diǎn)不同，環(huán)境就不同，空氣的濕度，含氧量等都無法確定，因此小明的分析不全面，故答案為：不全面；地點(diǎn)不同，環(huán)境（條件）不同，所以無法比較．
（3）樣品和稀硫酸反應(yīng)能生成大量氣體，說明樣品中含有碳酸根離子，溶液呈藍(lán)色說明樣品中含有銅離子．
樣品在大試管中加熱能生成氧化銅和水，氧化銅是黑色的，大試管內(nèi)壁應(yīng)該有水珠出現(xiàn)．
故答案為：

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
步驟l	取少量石青樣品置于大試管中加入足量稀鹽酸	（1）產(chǎn)生大量氣體 （2）溶液呈藍(lán)色	（1）石青中含有離子：碳酸根 （2）石青中含有離子：銅
步驟2	取少量石青樣品置于大試管中加熱	（1）殘留固體呈 黑色 （2）大試管內(nèi)壁出現(xiàn) 水珠	石青加熱易分解

①檢驗(yàn)步驟1中產(chǎn)生的氣體為二氧化碳的方法是把產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則氣體是二氧化碳．氣體的溶解度隨著溫度的降低而增大，隨著壓強(qiáng)的增大而增大；故答案為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；C；
②根據(jù)以上探究，只要測定出參加反應(yīng)的石青的質(zhì)量、生成的氧化銅的質(zhì)量和水與二氧化碳的質(zhì)量，就可確定石青的化學(xué)式（即確定x、y的值）．故填：水與二氧化碳．
③防止金屬銹蝕的方法很多，如制成不銹鋼、在金屬表面涂油、漆等．故填：涂油、漆等．

點(diǎn)評：掌握質(zhì)量守恒定律，學(xué)會對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，記�。簩Ρ葘�(shí)驗(yàn)一般采用“單一變量原則”，也就是說其他條件不變，只改變一個條件，這樣產(chǎn)生的不同結(jié)果就是這個因素引起的．