Question

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欲探究金属腐蚀的原因，设计了如下实验．

（1）如图1，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）一位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）．他们根据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

 

参加反应．
（3）向铜绿中加入适量稀硫酸，固体逐渐溶解，得到蓝色溶液，从蓝色溶液中回收铜的过程如图2：
①操作a的名称是

 

．用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、

 

．
②证明B过量的现象是

 

．
③蓝色溶液加入过量铁粉发生反应的现象为

 

．
④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

考点：金属锈蚀的条件及其防护,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：（1）钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触，据此填空；
（2）根据铜绿中含有的元素来进行分析猜想；
（3）向铜锈中加入过量稀硫酸，固体逐渐溶解，得到蓝色溶液，由从蓝色溶液中回收铜的过程可知：
①得到蓝色溶液为硫酸铜和稀硫酸的混合液，加过量的铁粉时反应后所得为固体与溶液的混合物，故可知操作a的名称．
②依据B属于稀酸的实际，所以证明B过量方法是取滤液少量于试管中，向试管中加入少量锌粒，观察现象．
③蓝色溶液加入过量铁粉发生反应的化学方程式为：铁与硫酸和硫酸铜分别反应．
④根据铁锈蚀的条件来分析．

解答：解：（1）因为钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果，所以A、B、C三处中，B处先生锈；
（2）由铜绿的化学式Cu₂（OH）₂CO₃可知，铜的锈蚀还可能与空气中的二氧化碳气体有关；
（3）①得到蓝色溶液为硫酸铜和稀硫酸的混合液，加入过量的铁粉，则铁能与稀硫酸反应，同时铁能置换出硫酸铜中的铜，所以反应后为铜铁的固体和硫酸亚铁的溶液，而操作a是分离固体与溶液的过程，所以是过滤；过滤需要用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒和漏斗；
②固体M是铜与铁的混合物，分离两者时应加入稀硫酸或稀盐酸，所以证明B过量方法是：取滤液少量于试管中，向试管中加入少量锌粒，有气体产生，则证明B过量；
③蓝色溶液是硫酸铜与稀硫酸的混合物，所以加入过量铁粉发生反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑与Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．故看到：蓝色溶液变成浅绿色，黑色粉末变成红色；
④铁与氧气、水接触时易发生锈蚀，所以可以在铁制品表面覆盖保护层，如刷漆等．
故答案为：（1）B；氧气；水蒸气；
（2）二氧化碳；
（3）①过滤；　漏斗；　②不再产生气体；　③蓝色溶液变成浅绿色，黑色粉末变成红色；④刷漆（答案合理即可）．

点评：本题主要考查了常见金属的知识，熟练掌握有关铁、铜的知识，会分析、应用、解决一些具体问题是解题的关键．