Question

【題目】久置的銅制品表面能生成綠色的銅銹[主要成分為Cu2（OH）2CO3]，某化學興趣小組對銅生銹的條件進行了以下探究． 【提出猜想】根據銅銹的組成元素推測，銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質反應的結果．
【實驗設計】興趣小組同學取打磨光亮的銅絲，設計了如圖所示的四個實驗．

（1）【現象分析】 若干天后，發現只有D瓶中的銅絲出現綠色的銅銹，其他瓶中的銅絲均無銅銹出現．
①實驗B、C瓶中所使用的蒸餾水是經煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其目的是 ．
②B瓶與D瓶中的現象對比，可以得出的結論是 ．
（2）【實驗結論】由上述四個實驗可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的共同作用的結果．
（3）【拓展探究】以銹蝕嚴重的廢銅屑為原料，回收制取純銅． 查閱資料：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑
Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
如圖是該興趣小組設計的兩種回收銅的實驗方案：

【分析評價】
①步驟Ⅱ反應過程中發生了還原反應的物質是（填化學式）．
②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進行的實驗操作是 ．
③步驟Ⅴ過程發生反應的化學方程式為 ．
④同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質量：方案一（填“＞”或“=”或“＜”）方案二．以上兩種方案中，方案二優越于方案一，理由是（任答一點）．

Answer 1

【答案】
（1）除去水中溶解的氧氣；銅生銹需要二氧化碳
（2）氧氣、水和二氧化碳
（3）CuO；過濾；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；=；方案二不需加熱
【解析】解：【現象分析】經煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其原因是除去水中溶解的氧氣；故填：除去水中溶解的氧氣；銅生銹是否需要空氣中的二氧化碳，變量是否含有二氧化碳，其余條件必須相同，所以B和D形成對照實驗，可以探究是否需要有二氧化碳參加反應，故得出結論：銅生銹需要二氧化碳； 通過上述四個實驗可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳共同作用的結果，故填：氧氣、水和二氧化碳；
【分析評價】①在化學反應CuO+CO Cu+CO2中，氧化銅失去了氧，發生了還原反應，故填：CuO；②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要分離難溶性雜質，過濾是分離難溶性雜質的方法，所以都需要進行的實驗操作是過濾，故填：過濾；③因為加入過量鐵粉，所以固體B中含有鐵和銅，加入稀硫酸，銅不反應，鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；④根據質量守恒定律，反應前后元素的種類、元素的質量都不變，兩種方案中反應前銅元素質量相等，所以反應后生產銅的質量相等；方案二與方案一相比較，方案二不需加熱，故填：=；方案二不需加熱．
【現象分析】根據氧氣在水中的溶解度進行分析；根據對照實驗的設計方法考慮；銅絲生銹，說明銅與水、氧氣、二氧化碳等物質充分接觸時容易生銹進行解；
【分析評價】①根據氧化還原反應進行解答；②根據過濾是分離難溶性雜質的方法進行分析；③根據反應物、生成物寫出化學方程式；④根據質量守恒定律進行解答．