Question

15．在研究“鐵生銹的條件”的實(shí)驗(yàn)中，某興趣小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，請(qǐng)把實(shí)驗(yàn)報(bào)告補(bǔ)充完整．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹胯F生銹條件的探究．
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】取3段光亮無銹的細(xì)鐵絲，繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要保證有足夠長(zhǎng)的時(shí)間來觀察現(xiàn)象．

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】實(shí)驗(yàn)①②無明顯現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)③中鐵絲生銹，且試管內(nèi)空氣體積減小．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵生銹實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣（填名稱）發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果．
【實(shí)驗(yàn)思考】
（1）當(dāng)鐵絲足量，時(shí)間足夠長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)③進(jìn)入試管內(nèi)的水的體積約占試管體積的$\frac{1}{5}$．
（2）該實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處在于：可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和試管內(nèi)液面上升兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進(jìn)行的情況．
（3）為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂油、刷漆或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法．這些方法都能防止銹蝕的共同原理是隔絕氧氣和水；
（4）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過程如下：
焦炭$→_{①}^{過量空氣、高溫}$CO₂$→_{②}^{焦炭、高溫}$CO$→_{③}^{赤鐵礦、高溫}$Fe
請(qǐng)寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）金屬礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是：B（填序號(hào)）   A．合理開采礦物    B．節(jié)約金屬資源
【拓展遷移】一同學(xué)聯(lián)想到家里銅制餐具上有一層綠色物質(zhì)，認(rèn)為銅在空氣中也會(huì)生銹．他們上網(wǎng)查閱資料，知道這種綠色物質(zhì)的化學(xué)成分為Cu₂（OH）₂CO₃，俗稱銅綠；銅綠在受熱時(shí)又會(huì)分解，生成三種氧化物．他們根據(jù)銅綠的組成和空氣的成分大膽猜測(cè)：銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應(yīng)該有CO₂參加反應(yīng)．
（1）請(qǐng)寫出銅在空氣中生成銅綠的化學(xué)方程式2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）請(qǐng)寫出銅綠受熱分解的化學(xué)方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)鐵生銹的條件進(jìn)行分析，鐵在有水和氧氣并存時(shí)易生銹，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)大約占五分之一，鐵生銹消耗氧氣，導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強(qiáng)減小，液面會(huì)上升；根據(jù)保護(hù)金屬資源的措施分析回答合理的建議．鐵在與水和氧氣并存時(shí)易生銹；防銹就是破壞鐵生銹的條件．
根據(jù)方程式的寫法：一寫二配三注明四等號(hào)考慮本題；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類和數(shù)目不變，原子的質(zhì)量不變；

解答 解：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵在有水和氧氣并存時(shí)易生銹，故填：氧氣；水蒸氣；
【實(shí)驗(yàn)思考】（1）鐵絲足量，時(shí)間足夠長(zhǎng)，則空氣中的氧氣全部被消耗，空氣中氧氣的體積約占$\frac{1}{5}$，故填：$\frac{1}{5}$；
（2）導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強(qiáng)減小，液面會(huì)上升，消耗氧氣的體積不同，則液面上升的程度不同，故填：試管內(nèi)液面上升；
（3）在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法都是使鐵與氧氣、水隔絕，故填：隔絕氧氣和水；
（4）由于赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，所以反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用觀察法配平，反應(yīng)條件是高溫寫在等號(hào)的上邊，由于反應(yīng)物中有氣體，生成物中的氣體不能標(biāo)氣體上升符號(hào)．
故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）廢鋼鐵回收利用的目的是節(jié)約金屬資源，故填：B；
【拓展遷移】（1）Cu₂（OH）₂CO₃中含有碳元素和氫元素，所以空氣中的另外兩種物質(zhì)是水和二氧化碳．化學(xué)方程式為：2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃；故填：2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃
（2）銅綠受熱分解，已知此反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，則可知其化學(xué)方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
故填：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2 CuO+H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力