Question

13．某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀，于是他们一起探究金属M锈蚀的原因．经检测，锈蚀物中除含有M元素外，还含有C、H、O三种元素．他们分析与金属M发生反应生成锈蚀物的物质．请你参与并回答：
（1）推测Ⅰ：锈蚀物中的H元素来自空气中的H₂O（填化学式，下同），C元素来自空气中的CO₂，因此这两种物质肯定参加了反应．推测Ⅱ：锈蚀物中的O元素有多种来源，因此不能确定空气中的氧气是否参加了反应．
（2）某同学为了验证空气中的氧气是否参加了反应，设计了如下系列实验（见图），你认为其中必须要做的实验是AF（填实验编号）．（说明①所用蒸馏水是煮沸迅速冷却的②固体干燥剂吸收水份，不吸收二氧化碳和氧气．）实验的结果是氧气参加了反应．

（3）若金属M是铜，铜器长期露置在空气中会生成铜绿，它的主要成份是碱式碳酸铜，化学式为
Cu₂（OH）₂CO₃，试写出铜在空气中锈蚀的化学反应方程式2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃
（4）发现新问题：该兴趣小组的同学发现苹果切开后不久，果肉上会产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一般．查阅了有关资料：苹果生锈是果肉里的物质与空气中的氧气发生了反应，请你提出一条延长食品保质期的建议：真空包装．
（5）将10克铁屑放入一定量的硫酸铜溶液中充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到的滤渣为10.8克固体物质，则反应产生铜的质量为6.4克．（通过计算说明，要求写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）化学反应遵循质量守恒定律；
（2）合理设计实验，可以得出正确的结论；
（3）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
（4）食品能和空气中的氧气发生缓慢氧化；
（5）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜．

解答 解：（1）推测Ⅰ：锈蚀物中的H元素来自空气中的H₂O，C元素来自空气中的CO₂，因此这两种物质肯定参加了反应．
故填：H₂O；CO₂．
（2）其中必须要做的实验是A和F，通过比较可以判断氧气是否参加了反应．
故填：AF．
（3）若金属M是铜，铜器长期露置在空气中会生成铜绿，它的主要成份是碱式碳酸铜，化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，铜在空气中锈蚀的化学反应方程式为：
2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．
故填：2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．
（4）真空包装可以隔绝氧气，从而可以延长食品保质期．
故填：真空包装．
（5）解法一：设未参加反应的铁的质量为x，
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄，
56       64
10g-x   10.8g-x
$\frac{56}{10g-x}$=$\frac{64}{10.8g-x}$，
x=4.4g，
故反应产生铜的质量为：10.8g-4.4g=6.4g；
解法二：设生成Cu的质量为y，
Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄     差量
56       64         64-56=8
         y       10.8g-10g=0.8g
$\frac{64}{y}$=$\frac{8}{0.8g}$，
y=6.4g，
故填：6.4．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．