Question

3．銅片在空氣中久置表面會(huì)變綠．某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究銅變綠的條件．
【查閱資料】1、銅綠的成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，堿式碳酸銅能夠與鹽酸反應(yīng)．
2、濃硫酸具有吸水性，可以作為一些氣體的干燥劑．
【猜想與假設(shè)】常溫下，銅片變綠可能與O₂、CO₂、水蒸氣有關(guān)．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】利用下圖1裝置分別制取并收集氣體于試管中，制取氣體原理及收集氣體等操作見下表．將收集好的氣體，用圖2所示裝置進(jìn)行4個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過控制與銅片接觸的物質(zhì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并持續(xù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

編號(hào)	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	甲中盛有過氧化氫溶液和二氧化錳，收集一試管氣體	銅片始終無明顯變化
2	甲中盛有大理石和稀鹽酸，收集一試管氣體	銅片始終無明顯變化
3	甲處先用過氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)收集半試管氣體，再換盛有大理石和稀鹽酸的裝置，繼續(xù)收集至一試管氣體	一段時(shí)間后銅片變綠
4	甲處先用過氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)收集半試管氣體，再換盛有大理石和稀鹽酸的裝置，繼續(xù)收集至一試管氣體，并向氣體中加入適量濃硫酸	銅片始終無明顯變化

【解釋與結(jié)論】
（1）實(shí)驗(yàn)1的目的是驗(yàn)證只與氧氣和水接觸，銅片不生銹．
（2）實(shí)驗(yàn)2制取氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）得出“銅片變綠一定與O₂有關(guān)”的結(jié)論，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是2和3（填編號(hào)）．
（4）實(shí)驗(yàn)4中，試管內(nèi)的氣體主要含有氧氣和二氧化碳．
（5）上述實(shí)驗(yàn)可推知，銅片變綠的條件是O₂、CO₂、水蒸氣同時(shí)存在．
【討論與交流】
（6）同學(xué)們猜想堿式碳酸銅與鹽酸反應(yīng)有二氧化碳生成，證明此猜想所需試劑是澄清石灰水．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)生成氧氣以及探究銅的銹蝕條件來分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)2中的反應(yīng)原理來分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)比以及實(shí)驗(yàn)制取的氣體來分析；
（4）根據(jù)氣體的制備方法以及濃硫酸的性質(zhì)來分析；
（5）根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)論來分析；
（6）根據(jù)二氧化碳的檢驗(yàn)方法來分析．

解答 解：（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成了氧氣，試管中收集滿氧氣，此時(shí)的氧氣含有少量水蒸氣，銅片處于氧氣、水蒸氣的環(huán)境中沒有銹蝕，這說明只與氧氣和水接觸，銅片不生銹；故填：只與氧氣和水接觸，銅片不生銹；
（2）大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)2中的銅片處于二氧化碳與水蒸氣的環(huán)境中，銅片沒有銹蝕；而在實(shí)驗(yàn)3中銅片處于氧氣、二氧化碳與水蒸氣的環(huán)境中，銅片發(fā)生了銹蝕，這兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知，銅片變綠一定與O₂有關(guān)．故填：2和3；
（4）過氧化氫溶液在二氧化錳的催化作用下生成了氧氣，大理石與稀鹽酸反應(yīng)生成了二氧化碳，此時(shí)的氣體中混有少量的水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，加入濃硫酸后，氣體被干燥，試管中的氣體是氧氣與二氧化碳的混合物；故填：氧氣和二氧化碳；
（5）由以上各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比可知，銅在O₂、CO₂、水蒸氣同時(shí)存在時(shí)發(fā)生了銹蝕；故填：O₂、CO₂、水蒸氣同時(shí)存在；
（6）二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，所以需要用用澄清的石灰水來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w；故填：澄清石灰水．

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大，涉及方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)，需控變量（水、二氧化碳、氧氣）較多，掌握質(zhì)量守恒定律、“銅片銹蝕條件的探究”并能進(jìn)行遷移運(yùn)用顯得尤其重要．