Question

5．小林同學發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質，通過化學學習知道該物質為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃．
提出問題：銅是在什么條件下被銹蝕的？小林對此進行了探究．
猜想：根據(jù)銅銹的化學式，猜想銅生銹可能是銅與H₂O、O₂、CO₂作用的結果．
設計與實驗：借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小林設計了“銅片銹蝕條件的探究”．
實驗如圖所示．

（1）實驗較長時間后發(fā)現(xiàn)B試管中的光亮銅片最先生銹．
（2）從優(yōu)化實驗的角度考慮，A實驗是多余的，他只考慮了水這個單一條件．C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質為CO₂（或O₂）．評價與改進：如果認為小林設計的“銅片銹蝕條件的探究”實驗不夠完善，要得出正確的結論，還要補充的一個實驗是（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）對生銹的影響，設計如圖．

Answer 1

分析 是否存在氧氣和水，是普通金屬能否銹蝕的關鍵，圍繞金屬銹蝕的兩個基本要素：氧氣和水；設置實驗時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），然后設置一組既有水分又有氧氣的實驗條件；對于銅而言，生銹的關鍵要素是水、二氧化碳和氧氣；所以在進行實驗設置時，考慮這三個要素是關鍵，如果缺乏任何一個要素，生銹是很困難的，故我們圍繞這三個要素進行組合實驗條件，進行對比實驗組的設置．

解答 解：[猜想]由組成銅綠的四種元素，依據(jù)質量守恒的思想，其中C元素來自空氣中的二氧化碳氣體、H元素來自水，而O元素則可能來自二氧化碳、水或者占空氣體積分數(shù)21%的氧氣，所以銅生銹可能是銅與H₂O、O₂、CO₂作用的結果，
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，遠遠不能滿足銅銹蝕條件，因此放置時間再長也不會出現(xiàn)銹蝕，故A錯誤；
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，應該是四只試管中最能滿足銹蝕條件的，因此應該最先生銹，故B正確．
C．圖C試管內有水和空氣，但因管口塞住，不能與外界空氣產(chǎn)生氣體交換，就會因二氧化碳量不足很難甚至不能出現(xiàn)生銹，故錯誤；
D．圖D試管內因缺少水，不滿足銅片銹蝕條件，不會出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，故D錯誤；
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為CO₂（或O₂）；
[評介與改進]題圖所提供的四只試管，A管因只有水而被去除，B管內為二氧化碳、氧氣和水，C管內為氧氣和水，D管內為二氧化碳和氧氣，綜合起來就能發(fā)現(xiàn)缺少一組對比：銅片與水和氧（二氧化碳）接觸而探究氧氣（二氧化碳）對生銹的影響，故設計如圖：，
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）對生銹的影響，設計如圖．

點評 本題考查太久銅及其化合物性質的實驗，題目難度中等，明確實驗目的及實驗原理危機的關鍵，注意掌握常見金屬及其化合物性質，試題有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及化學實驗能力．