Question

（09泰州） (11分)钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他们会发现　▲　处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和　▲　  、 　▲　　等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。

(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu₂(OH)₂CO₃(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO₂参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式　　　　　　▲ 　　　　　　 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，也可以表示成CuCO₃·Cu(OH)₂。与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO₃·yCu(OH)₂(x、y都是正整数)表示，石青就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。

	实验操作	实验现象	结论
步骤l	取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸	(1)产生大量气体 (2)溶液呈蓝色	(1)石青中含有  ▲ 离子 (2)石青中含有  ▲ 离子
步骤2	取少量石青样品置于大试管中加热	(1)残留固体呈  ▲ 色 (2)大试管内壁  ▲	石青加热易分解

 
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是             ▲           。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和   ▲  的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面      ▲      (任写一种方法)。

Answer 1

(1) B  O₂或氧气   H₂O或水　　(2) 2Cu＋O₂＋H₂O＋CO₂ ===Cu₂(OH)₂CO₃
(3) 【查阅资料】CO₃^2-  Cu²⁺ 黑　　有水珠
【反思与拓展】
①将产生的气体通入足量的澄清石灰水中  ②水或二氧化碳   ③涂油、漆等

分析：钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触．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．
根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式．
根据实验现象可以确定物质的组成．
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．
解答：解：（1）B处与水和氧气充分接触，容易生锈．故填：B．
（2）铜在空气中生成铜绿的化学方程式为：2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃．
（4）样品和稀硫酸反应能生成大量气体，说明样品中含有碳酸根离子，溶液呈蓝色说明样品中含有铜离子．
样品在大试管中加热能生成氧化铜和水，氧化铜是黑色的，大试管内壁应该有水珠出现．

	实验操作	实验现象	结论
步骤1			（1）碳酸根 （2）铜
步骤2		（1）黑 （2）出现水珠

（5）①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是将产生的气体通入足量的澄清石灰水中．故填：将产生的气体通入足量的澄清石灰水中．
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和水与二氧化碳的质量，就可确定石青的化学式（即确定x、y的值）．故填：水与二氧化碳．
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面涂油、漆等．故填：涂油、漆等．