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探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：

(1)如右图，取一根约10 cm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[提示：Cu(OH)₂CuO＋H₂O]。

【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1	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___________ (2)石青中含有___________
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

解析：(1)铁生锈的实质是铁与空气中的氧气和水发生了复杂的化学变化，B处铁钉与氧气和水充分接触，故最先出现铁锈。(2)根据题目信息可知，铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用的结果，用最小公倍数法配平化学方程式即可。(3)根据石青也可用xCuCO₃·yCu(OH)₂来表示可知，能与稀硫酸反应产生气体的是CO，该气体为CO₂，可用澄清石灰水检验，溶液呈蓝色，说明石青中含有Cu^2＋；将石青样品置于试管中加热，其成分中的Cu(OH)₂分解生成黑色的CuO和水珠。

答案：(1)B O₂或氧气 H₂O或水

(2)2Cu＋O₂＋H₂O＋CO₂===Cu₂(OH)₂CO₃

(3)【实验探究】 CO Cu^2＋ 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涂油、刷漆等