Question

5．小林同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃．
提出問(wèn)題：銅是在什么條件下被銹蝕的？小林對(duì)此進(jìn)行了探究．
猜想：根據(jù)銅銹的化學(xué)式，猜想銅生銹可能是銅與H₂O、O₂、CO₂作用的結(jié)果．
設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)，小林設(shè)計(jì)了“銅片銹蝕條件的探究”．
實(shí)驗(yàn)如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)較長(zhǎng)時(shí)間后發(fā)現(xiàn)B試管中的光亮銅片最先生銹．
（2）從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的角度考慮，A實(shí)驗(yàn)是多余的，他只考慮了水這個(gè)單一條件．C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質(zhì)為CO₂（或O₂）．評(píng)價(jià)與改進(jìn)：如果認(rèn)為小林設(shè)計(jì)的“銅片銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)不夠完善，要得出正確的結(jié)論，還要補(bǔ)充的一個(gè)實(shí)驗(yàn)是（可畫圖表示）銅片與水和氧（二氧化碳）接觸而探究氧氣（二氧化碳）對(duì)生銹的影響，設(shè)計(jì)如圖．

Answer 1

分析 是否存在氧氣和水，是普通金屬能否銹蝕的關(guān)鍵，圍繞金屬銹蝕的兩個(gè)基本要素：氧氣和水；設(shè)置實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意隔絕氧氣（可采用植物油油封、蒸餾水去氧、密封隔絕空氣、涂上油膜等方式），然后設(shè)置一組既有水分又有氧氣的實(shí)驗(yàn)條件；對(duì)于銅而言，生銹的關(guān)鍵要素是水、二氧化碳和氧氣；所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置時(shí)，考慮這三個(gè)要素是關(guān)鍵，如果缺乏任何一個(gè)要素，生銹是很困難的，故我們圍繞這三個(gè)要素進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)組的設(shè)置．

解答 解：[猜想]由組成銅綠的四種元素，依據(jù)質(zhì)量守恒的思想，其中C元素來(lái)自空氣中的二氧化碳?xì)怏w、H元素來(lái)自水，而O元素則可能來(lái)自二氧化碳、水或者占空氣體積分?jǐn)?shù)21%的氧氣，所以銅生銹可能是銅與H₂O、O₂、CO₂作用的結(jié)果，
故答案為：H₂O、O₂、CO₂；
（1）A．圖A中上層的油層隔離了空氣，其中的銅片也就只與水接觸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足銅銹蝕條件，因此放置時(shí)間再長(zhǎng)也不會(huì)出現(xiàn)銹蝕，故A錯(cuò)誤；
B．圖B試管中有水且敞口放置，其中銅片與水、二氧化碳、氧氣都接觸，應(yīng)該是四只試管中最能滿足銹蝕條件的，因此應(yīng)該最先生銹，故B正確．
C．圖C試管內(nèi)有水和空氣，但因管口塞住，不能與外界空氣產(chǎn)生氣體交換，就會(huì)因二氧化碳量不足很難甚至不能出現(xiàn)生銹，故錯(cuò)誤；
D．圖D試管內(nèi)因缺少水，不滿足銅片銹蝕條件，不會(huì)出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）C試管中除光亮銅片、蒸餾水外還有的另外一種物質(zhì)為CO₂（或O₂）；
[評(píng)介與改進(jìn)]題圖所提供的四只試管，A管因只有水而被去除，B管內(nèi)為二氧化碳、氧氣和水，C管內(nèi)為氧氣和水，D管內(nèi)為二氧化碳和氧氣，綜合起來(lái)就能發(fā)現(xiàn)缺少一組對(duì)比：銅片與水和氧（二氧化碳）接觸而探究氧氣（二氧化碳）對(duì)生銹的影響，故設(shè)計(jì)如圖：，
故答案為：CO₂（或O₂）；銅片與水和氧（二氧化碳）接觸而探究氧氣（二氧化碳）對(duì)生銹的影響，設(shè)計(jì)如圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查太久銅及其化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)原理危機(jī)的關(guān)鍵，注意掌握常見(jiàn)金屬及其化合物性質(zhì)，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>