题目内容
15．许多金属单质都能与空气中的氧气反应，当条件不同时产物也不同，（1）铁器在潮湿的空气中表面会生锈，铁锈中红色物质的化学式是Fe2O3．
细铁丝在氧气中能发生燃烧，反应的化学方程式是3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
铁粉与水蒸气在高温时生成两种产物，一种是由磁性的黑色固体，另一种是无色气体．该反应的基本反应类型是置换反应．
（2）查阅资料知，铜锈的主要成分为Cu2（OH）2CO3，加热时会发生如下反应：Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuO+H2O+CO2↑，为了确定铜锈的组成，某化学兴趣小组同学设计了如下实验．
Ⅰ．称取一定质量的铜锈，在玻璃试管中充分加热；
Ⅱ．将Ⅰ中生成的气体通入澄清石灰水中；
Ⅲ．将Ⅰ中生成的固体在玻璃管中再次加热，同时通入氢气．
请回答下列问题：
实验Ⅱ中的现象是澄清石灰水变浑浊．
实验Ⅲ中的现象是玻璃管中的黑色固体变为红色．
为了证明Cu2（OH）2CO3中含有氢元素，应怎样改进实验？应在装置Ⅰ所产生的气体通入澄清石灰水之前，先通过无水硫酸铜．
有同学认为通过上面的实验能完全确定铜锈的化学式，你不同意（填“同意”或“不同意”）该同学的观点，理由是本实验不能确定Cu2（OH）2CO3中各组成元素的质量比，故无法写出其化学式．
（3）利用如图所示装置来他那就金属铜被锈蚀的化学环境．请回答下列问题：
参照铁的锈蚀条件，依据元素守恒原理推测铜发生锈蚀的条件是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳同时接触．
上述4种情况中锈蚀最为严重的是A（填写字母序号）．
分析 （1）根据铁锈的主要成分为三氧化二铁解答；细铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁解答；根据书写化学方程式的方法和步骤，以及化学反应类型的判断方法等解答；
（2）根据碱式碳酸铜在加热条件下生成氧化铜、水和氧化铜，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊解答；根据检验生成物的先后顺序解答；
（3）据铜锈的化学式推断铜生锈的原因．
解答 解：（1）铁在潮湿的空气中与水和氧气共同作用而生锈，主要成分是三氧化二铁，可用化学式Fe2O3表示；细铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4 ；根据铁在氧气中的燃烧产物是四氧化三铁，结合题意可知，铁粉与水蒸气在高温下反应的化学方程式为：3Fe+4H2O（气）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，由于这个反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，所以它属于置换反应；
（2）碱式碳酸铜在加热条件下生成氧化铜、水和氧化铜，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验Ⅱ中的现象是澄清石灰水变浑浊；
氢气具有还原性，能和氧化铜反应，生成铜和二氧化碳，故实验Ⅲ中的现象是玻璃管中的黑色固体变为红色；
为了证明Cu2（OH）2CO3中含有氢元素，应在装置Ⅰ所产生的气体通入澄清石灰水之前，先通过无水硫酸铜，无水硫酸铜变蓝，证明有水生成，从而证明Cu2（OH）2CO3中含有氢元素；
通过上面的实验不能完全确定铜锈的化学式，因为本实验不能确定Cu2（OH）2CO3中各组成元素的质量比，故无法写出其化学式；
（3）生锈所需要的条件实际上是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果；上述4种情况中锈蚀最为严重的是A．
答案：
（1）Fe2O3；3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4 ；置换反应；
（2）澄清石灰水变浑浊；玻璃管中的黑色固体变为红色；应在装置Ⅰ所产生的气体通入澄清石灰水之前，先通过无水硫酸铜；不同意；本实验不能确定Cu2（OH）2CO3中各组成元素的质量比，故无法写出其化学式；
（3）铜与空气中的氧气、水和二氧化碳同时接触；A
点评 本题主要考查了化学方程式的书写和反应类型的判断，是中考时的必考知识和重点所在．因此，在平时的学习中一定要高度重视；解答时，要严格按照化学方程式的书写和反应类型的判断方法及步骤，按部就班地细心分析和解答．
阅读快车系列答案| A． | 工业制氧气 | B． | 实验室制二氧化碳 | ||
| C． | 用双氧水和二氧化锰制氧气 | D． | 在空气中点燃氢气 |
| A． | 蜡烛燃烧 | B． | 海水晒盐 | C． | 潮涨潮落 | D． | 干冰升华 |
| A． | 一定含有C、H、O三种元素 | |
| B． | 一定含有C、H两种元素，可能含有氧元素 | |
| C． | 一定含有C、O两种元素，可能含有氢元素 | |
| D． | 只含有C、H两种元素 |
某课外小组在研究金属与酸的化学反应时，设计了以下三个实验：
【实验一】锰为不锈钢主要的添加元素．锰的氧化物是不锈钢的保护膜，可以提高不锈钢的耐腐蚀性．
（1）相同温度下，取大小相同、表面光亮的锰、镁、铜三种金属片，分别投人足量的、质量分数相同的稀盐酸中（反应中锰的化合价为+2价），现象如下：
| 金属种类 | 锰（Mn） | 镁 | 铜 |
| 与盐酸反应 | 略慢 | 快 | 无明显现象 |
（2）金属与酸的反应存在某种规律，请你分析下表中的数据，找到对应关系．
| 等质量的金属（a克）与足量盐酸反应 | 镁 | 铁 | 锰 |
| 金属的相对原子质量 | 24 | 56 | 55 |
| 产生氢气的质量（g） | $\frac{a}{12}$ | $\frac{a}{28}$ | $\frac{a}{27.5}$ |
| 找到的规律 | 化合价相同的情况下，相对原子质量越大产生的氢气质量越小 （只描述规律，不写前提） | ||
| 实验目的 | 实验操作 | 实验现象和结论 |
| 探究Mn和Cu的金属活动性强弱 |
（1）盐酸与镁反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，基本类型为置换反应．
（2）实验中收集到氢气的体积与时间的关系如图2所示．分析图中曲线变化规律，可得出盐酸酸性比醋酸强（填“强”或“弱”）．
（3）实验中稀盐酸与镁条反应时，量筒中收集到氢气的体积比理论值高，可能的原因是①④．
①反应放热
②试管中有氢气残留
③实验装置气密性不好
④酸液进入试管，占据了一定的体积．