学习了铁在空气中生锈条件后,小明和小红对铜在空气中生锈条件产生了浓厚的兴趣,他们进行了如下探究过程:
(查阅资料)铜锈是绿色的,俗称铜绿,主要成分是碱式碳酸铜 ,铜绿加热能分解生成三种常见的氧化物。
(猜测)小红猜测铜生锈与空气中的下列物质有关:
小明认为铜生锈与氮气一定无关,理由是 ______ 。
(实验探究)小明设计了如图所示的实验,几天后观察到, A 试管中铜片在水面附近有绿色物质, B 、 C 、 D 试管中铜片均无明显现象。请帮助分析实验过程并回答下列问题:
( 1 )根据上述实验得出,铜生锈与空气中相关物质有 ______ ;
( 2 )上述实验 ______ 用序号表示 可以证明铜生锈与氮气一定无关。
( 3 )上述实验 ______ 用序号表示 说明铜生锈与氧气一定有关。
(实验反思)通过学习,他们认为铁和铜在空气中更易生锈的是 ______ 。
(探究拓展)设计实验探究铜绿受热分解的生成物是什么:
( 1 )若有 生成,检验生成 的化学方程式为 ______ 。
( 2 )若生成物中有氧化铜,可观察到的现象是 ______ 。
( 3 )请猜测另一种生成物应该是 ______ 。
铜绿中不含有氮元素 水、氧气、二氧化碳 A AB 铁 绿色固体变黑色 水
【解析】
【 猜测 】
铜生锈与氮气一定无关,理由是铜绿中不含有氮元素。
故填:铜绿中不含有氮元素。
【 实验探究 】
( 1 )根据上述实验得出,铜生锈与空气中相关物质有水、氧气、二氧化碳。
故填:水、氧气、二氧化碳。
( 2 )上述实验 A 可以证明铜生锈与氮气一定无关,这是因为 A 中不含有氮气,铜能够生锈。
故填: A 。
( 3 )上述实验 AB 说明铜生锈与氧气一定有关,这是因为 A 与 B 其它条件相同,而 A 中含有氧气,铜能够生锈, B 中不含有氧气,铜没有生锈。
故填: AB 。
【 实验反思 】
铁和铜在空气中更易生锈的是铁,这是因为空气中二氧化碳含量较低。
故填:铁。
【 探究拓展 】
( 1 )检验二氧化碳可以用澄清石灰水,这是因为二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为: 。
故填: 。
( 2 )若生成物中有氧化铜,氧化铜是黑色,则可观察到的现象是绿色固体变黑色。
故填:绿色固体变黑色。
( 3 )由质量守恒定律可知,另一种生成物应该是水。
故填:水。
【点睛】
铁与水和氧气同时接触时容易生锈,铜和水、氧气、二氧化碳同时接触时容易生锈。防止金属生锈的方法很多,例如给金属涂一层油漆,给金属镀一层金属,把金属制成合金,给金属烤蓝等,都可以达到防止金属生锈的目的。
方案一 | 方案二 | |
实验现象 | 白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量,天平平衡 | 铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,天平平衡 |
反应前总质量 | m1 | m1 |
反应后总质量 | m2 | m2 |
反应前后总质量的关系 | m1=m2 | m1=m2 |
分析 | 磷+氧气五氧化二磷 容器密闭,物质没有进入或散失 |
铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁 反应无气体参加,无气体生成,没有物质从烧杯中散失 |
结论 | 分析比较两个方案的实验结果,可以发现反应前后物质的质量总和不变 |
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