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(xy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)。

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