题目内容

5.生活中常遇见铜制品生锈的情况.活动课上,同学们设计实验对铜锈进行了如下探究活动.
探究活动一:验证铜锈的组成
【查阅资料】
①铜锈为绿色,其主要成分是Cu2(OH)2CO3.
②白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色.
③碳不与稀硫酸反应.
④氧化铜为黑色固体,能与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液.
【进行实验1】
同学们设计了如图所示装置并进行实验.

实验操作实验现象实验结论
①按上图组装仪器,装入药品.
②加热铜锈,直至不再有气体产生,停止加热.
绿色固体变为黑色;硫酸铜粉末变为蓝色;烧杯中液体变浑浊.加热铜锈生成的物质有氧化铜、水和二氧化碳;铜锈由铜、碳、氢、氧元素组成;烧杯中发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.
③冷却后,向试管中固体加入适量稀硫酸,稍加热.黑色固体溶解,溶液变为蓝色.
探究活动二:探究铜生锈的条件
【进行实验2】
同学们进行了下面的4个实验,每天观察一次现象,一段时间后,发现只有实验4中的铜丝生锈了,且与水接触的部分生锈更明显.
序号实验内容实验结论实验反思
实验1在干燥环境中,铜不易生锈.(1)实验2和3中使用的是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,其原因是除去水中溶解的氧气.
(2)如果要证明铜生锈的快慢是否与二氧化碳的浓度有关,还需要补充的一个实验内容是在含量高的二氧化碳的空气中,将铜丝放入蒸馏水中.
实验2在没有二氧化碳的情况下,铜不易生锈.
实验3在没有氧气的情况下,铜不易生锈.
实验4铜生锈的条件是铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触.

分析 【进行实验1】根据硫酸铜粉末变为蓝色,说明有水生成,烧杯中液体变浑浊,说明生成二氧化碳,黑色固体溶解,溶液变为蓝色,说明生成氧化铜进行解答;
【进行实验2】根据一段时间后,发现只有实验4中的铜丝生锈了,且与水接触的部分生锈更明显说明铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触时容易生锈进行解答.

解答 解:【进行实验1】硫酸铜粉末变为蓝色,说明有水生成,烧杯中液体变浑浊,说明生成二氧化碳,黑色固体溶解,溶液变为蓝色,说明生成氧化铜,所以加热铜锈生成的物质有氧化铜、水和二氧化碳;铜锈由铜、碳、氢、氧元素组成;烧杯中发生反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
故填:氧化铜、水和二氧化碳;铜、碳、氢、氧;CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
【进行实验2】一段时间后,发现只有实验4中的铜丝生锈了,且与水接触的部分生锈更明显,说明铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触时容易生锈,所以可知实验2的结论是:在没有二氧化碳的情况下,铜不易生锈;故填:在没有二氧化碳的情况下,铜不易生锈;
实验3的结论是:在没有氧气的情况下,铜不易生锈;故填:在没有氧气的情况下,铜不易生锈;
实验4的结论是:铜生锈的条件是铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触;故填:铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触;
实验反思:(1)实验2和3中使用的是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,其原因是除去水中溶解的氧气;故填:除去水中溶解的氧气;
(2)如果要证明铜生锈的快慢是否与二氧化碳的浓度有关,还需要补充的一个实验内容是在不同浓度二氧化碳中,其它条件相同的情况下完成实验.故填:在含量高的二氧化碳的空气中,将铜丝放入蒸馏水中.

点评 化学是一门以实验为基础的科学,实验可以帮助我们获取很多新知识,验证一些现象与结论.因此,学习化学时,不要错过每一个实验,更不要轻易放过实验中的每一个现象.

练习册系列答案
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15.请你参与实验室用生石灰制取氢氧化钠固体的研究.将一定量的生石灰加入一只洁净的烧杯中,加入碳酸钠溶液,充分反应后冷却到室温,通过过滤、洗涤、干燥得到固体A和溶液B,请回答以下问题.
【查阅资料】NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃)020406080100
NaOH的溶解度(g/100g水)42109129174314347
Ca(OH)2的溶解度(g/100g水)0.180.160.140.120.090.07
(1)固体A中的成分是什么?
【猜想与假设】
甲同学认为是:CaCO3   乙同学认为是:CaCO3和Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有Ca(OH)2的理由是氧化钙与水反应生成氢氧化钙.
【实验与探究】为了验证各自的猜想,甲、乙同学分别进行了实验:
实验步骤实验现象实验结论
甲同学:用一支洁净的试管取少量固体A,再加入过量稀盐酸.有气泡产生自己的猜想
正确
乙同学:用一支洁净的试管取少量固体A,加水,充分振荡,向上层清液中滴加无色酚酞试液.上层清液由无色变为红色自己的猜想
正确
【反思与评价】同学讨论后认为,甲同学的实验不能(填“能”或“不能”)证明固体A的成分,理由是加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2;
结合甲、乙两位同学的实验证明了乙同学的猜想是正确的,因此确定了固体A的成分.
(2)溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】丙同学认为是:NaOH、Na2CO3
丁同学认为是:NaOH、Ca(OH)2
戊同学认为是:NaOH
【表达与交流】
①结合对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,理由是因为固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液;
②同学们欲将溶液B加热浓缩,加热不久,溶液出现浑浊,只好停止加热,请解释加热时溶液出现浑浊的原因是B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,加热,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,故析出Ca(OH)2使溶液变浑浊.

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