Question

2009年2月12日，我国外交部发言人就法国佳士得公司拍卖圆明园兔首和鼠首两件文物[见图㈠]，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权．这两件文物，均为青铜器，其表面呈绿色．

（查阅资料）铜表面的绿色物质叫铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，是铜长期暴露在空气中生成的．
（1）为比较铜与银的金属活动性，设计了如下实验：把一根洁净的铜丝浸入到硝酸银溶液中．观察到的现象是________，结论是________．
（2）根据铜绿的化学式推断：铜绿是铜与空气中________（填名称）共同作用形成的，反应前后铜元素化合价的变化情况是________．
（3）为探究铜绿的性质，从其它铜器上取下一些铜绿样品，放入图㈡所示装置中，加热后出现的现象是：铜绿变黑色，管壁有水珠，澄清石灰水变浑浊．该反应的化学方程式为________．

Answer 1

解：题干前部分与解题基本没有太大的关系，这是情境题目常见的呈现方式．
（1）设计实验来探究铜和银的金属活动性，方案为将洁净的铜丝插入到硝酸银溶液中去．这个地方让我们写实验现象，金属活动性探究的实验练习和考试都是这样：需要借助已经熟悉的金属活动顺序推断相应的实验现象，然后再根据实验现象去得出对应的实验结论．由于铜比银活泼，所以铜的表面有白色物质生成，同时溶液变成蓝色（注意回答现象要全面），对应的结论是Cu比Ag活泼．
（2）铜绿的化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，根据质量守恒定律，同时结合铜绿生成的环境，我们可以得知，碳元素来自于空气中的二氧化碳，氢元素来自于空气中的水蒸气，根据组成比例（水中氢氧原子个数比为2：1，二氧化碳中碳氧原子个数为1：2），相对氢元素和碳元素有剩余的氧元素，那么这氧元素来自于空气中的氧气．所以铜绿是铜与空气的氧气、水蒸气和二氧化碳共同作用形成的（注意填写物质名称）．在反应前铜是单质，所以铜元素的化合价为0价，而反应后生成铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，根据化合价的代数和为零还有氢氧根为-1价、碳酸根为-2价，可以推出在铜绿中铜元素的化合价为+2价．
（3）实验中反应出这样的信息：反应条件是加热，生成物中有能够使石灰水变浑浊的二氧化碳，试管壁的水珠证明生成了水，同时固体变成了黑色，说明生成了氧化铜．所以对应转化关系为Cu₂（OH）₂CO₃CuO+H₂O+CO₂↑，然后配平即可Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+H₂O+CO₂↑．
故答案：
（1）铜丝表面有白色物质生成，溶液变为蓝色； 铜比银活泼．
（2）氧气、二氧化碳、水蒸气； 0→+2价．
（3）Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+H₂O+CO₂↑．
分析：题目通过新情境，将金属活动性和金属锈蚀以及信息型化学方程式以及化学实验有机结合，考查问题涉及面广，所以回答要紧紧围绕题目要求进行分析和解答．对于铜绿的形成要考虑生成的环境结合质量守恒定律来思考．对于铜绿受热发生的反应要仔细从题干提炼生成物的特征从而找到确定生成物，然后书写配平．
点评：回答实验现象要注意全面，填空题要注意严格审题，注意是化学式还是名称的书写．