Question

鋼鐵、鋁合金、銅制品等是應用廣泛的金屬材料。據估計，每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料，約占全年鋼產量的十分之一。某校化學興趣小組的同學探究金屬腐蝕的原因，設計如下實驗：

(1)如圖，取一根約10cm的光亮鐵釘放在自來水中，觀察A、B、C三處的變化。

幾天后，他們會發現　　處最先出現鐵銹，大家結合書本知識知道，鐵在空

氣中生銹實際是鐵和　 、 　　　等物質相互作用發生一系列復雜的

化學反應的過程。

(2)一同學聯想到家里銅制餐具上有一層綠色物質，認為銅在空氣中也會生銹。他們上網查閱資料，知道這種綠色物質的化學成分為Cu₂(OH)₂CO₃(銅綠)。他們從銅綠組成和空氣的成分大膽猜測，銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應該有CO₂參加反應。

請寫出銅在空氣中生成銅綠的化學方程式　　　　　　　　　　　　 。

(3)【查閱資料】孔雀石的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，也可以表示成CuCO₃?Cu(OH)₂。

與孔雀石相似，還有許多礦物可用xCuCO₃?yCu(OH)₂(x、y都是正整數)表示，石青

就是其中的一種。

【實驗探究】為了驗證石青的組成成分，他們設計了如下實驗，請你共同參與探究。

	實驗操作	實驗現象	結論
步驟l	取少量石青樣品置于大試管中加入足量稀硫酸	(1)產生大量氣體 (2)溶液呈藍色	(1)石青中含有 離子 (2)石青中含有 離子
步驟2	取少量石青樣品置于大試管中加熱	(1)殘留固體呈 色 (2)大試管內壁	石青加熱易分解

【反思與拓展】

①確定步驟1中產生氣體成分的實驗方法是　　　　　　 　　　　。

②根據以上探究，只要測定出參加反應的石青的質量、生成的氧化銅的質量和　 　 的質量，就可確定石青的化學式(即確定x、y的值)。

③防止金屬銹蝕的方法很多，如制成不銹鋼、在金屬表面　　 　 (任寫一種方法)。

Answer 1

(1) B O₂或氧氣　 H₂O或水　　(2) 2Cu＋O₂＋H₂O＋CO₂ ===Cu₂(OH)₂CO₃

(3) 【查閱資料】CO₃^2- Cu²⁺ 黑　　有水珠

【反思與拓展】

①將產生的氣體通入足量的澄清石灰水中

②水或二氧化碳

③涂油、漆等