Question

15．許多金屬單質都能與空氣中的氧氣反應，當條件不同時產(chǎn)物也不同，
（1）鐵器在潮濕的空氣中表面會生銹，鐵銹中紅色物質的化學式是Fe₂O₃．
細鐵絲在氧氣中能發(fā)生燃燒，反應的化學方程式是3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
鐵粉與水蒸氣在高溫時生成兩種產(chǎn)物，一種是由磁性的黑色固體，另一種是無色氣體．該反應的基本反應類型是置換反應．
（2）查閱資料知，銅銹的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃，加熱時會發(fā)生如下反應：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，為了確定銅銹的組成，某化學興趣小組同學設計了如下實驗．
Ⅰ．稱取一定質量的銅銹，在玻璃試管中充分加熱；
Ⅱ．將Ⅰ中生成的氣體通入澄清石灰水中；
Ⅲ．將Ⅰ中生成的固體在玻璃管中再次加熱，同時通入氫氣．
請回答下列問題：
實驗Ⅱ中的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁．
實驗Ⅲ中的現(xiàn)象是玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色．
為了證明Cu₂（OH）₂CO₃中含有氫元素，應怎樣改進實驗？應在裝置Ⅰ所產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水之前，先通過無水硫酸銅．
有同學認為通過上面的實驗能完全確定銅銹的化學式，你不同意（填“同意”或“不同意”）該同學的觀點，理由是本實驗不能確定Cu₂（OH）₂CO₃中各組成元素的質量比，故無法寫出其化學式．
（3）利用如圖所示裝置來他那就金屬銅被銹蝕的化學環(huán)境．請回答下列問題：

參照鐵的銹蝕條件，依據(jù)元素守恒原理推測銅發(fā)生銹蝕的條件是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳同時接觸．
上述4種情況中銹蝕最為嚴重的是A（填寫字母序號）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵銹的主要成分為三氧化二鐵解答；細鐵絲在純氧中燃燒生成四氧化三鐵解答；根據(jù)書寫化學方程式的方法和步驟，以及化學反應類型的判斷方法等解答；
（2）根據(jù)堿式碳酸銅在加熱條件下生成氧化銅、水和氧化銅，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁解答；根據(jù)檢驗生成物的先后順序解答；
（3）據(jù)銅銹的化學式推斷銅生銹的原因．

解答 解：（1）鐵在潮濕的空氣中與水和氧氣共同作用而生銹，主要成分是三氧化二鐵，可用化學式Fe₂O₃表示；細鐵絲在純氧中燃燒生成四氧化三鐵，反應的化學方程式為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄ ；根據(jù)鐵在氧氣中的燃燒產(chǎn)物是四氧化三鐵，結合題意可知，鐵粉與水蒸氣在高溫下反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，由于這個反應是單質與化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應，所以它屬于置換反應；
（2）堿式碳酸銅在加熱條件下生成氧化銅、水和氧化銅，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，實驗Ⅱ中的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁；
氫氣具有還原性，能和氧化銅反應，生成銅和二氧化碳，故實驗Ⅲ中的現(xiàn)象是玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色；
為了證明Cu₂（OH）₂CO₃中含有氫元素，應在裝置Ⅰ所產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水之前，先通過無水硫酸銅，無水硫酸銅變藍，證明有水生成，從而證明Cu₂（OH）₂CO₃中含有氫元素；
通過上面的實驗不能完全確定銅銹的化學式，因為本實驗不能確定Cu₂（OH）₂CO₃中各組成元素的質量比，故無法寫出其化學式；
（3）生銹所需要的條件實際上是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳共同作用的結果；上述4種情況中銹蝕最為嚴重的是A．
答案：
（1）Fe₂O₃；3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄ ；置換反應；
（2）澄清石灰水變渾濁；玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色；應在裝置Ⅰ所產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水之前，先通過無水硫酸銅；不同意；本實驗不能確定Cu₂（OH）₂CO₃中各組成元素的質量比，故無法寫出其化學式；
（3）銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳同時接觸；A

點評 本題主要考查了化學方程式的書寫和反應類型的判斷，是中考時的必考知識和重點所在．因此，在平時的學習中一定要高度重視；解答時，要嚴格按照化學方程式的書寫和反應類型的判斷方法及步驟，按部就班地細心分析和解答．