Question

15．在研究“鐵生銹的條件”的實驗中，某興趣小組對實驗進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，請把實驗報告補充完整．
【實驗?zāi)康摹胯F生銹條件的探究．
【實驗內(nèi)容】取3段光亮無銹的細(xì)鐵絲，繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進(jìn)行下列實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現(xiàn)象．

【實驗現(xiàn)象】實驗①②無明顯現(xiàn)象，實驗③中鐵絲生銹，且試管內(nèi)空氣體積減�。�
【實驗結(jié)論】鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣（填名稱）發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果．
【實驗思考】
（1）當(dāng)鐵絲足量，時間足夠長，實驗③進(jìn)入試管內(nèi)的水的體積約占試管體積的$\frac{1}{5}$．
（2）該實驗創(chuàng)新之處在于：可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和試管內(nèi)液面上升兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進(jìn)行的情況．
（3）為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂油、刷漆或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法．這些方法都能防止銹蝕的共同原理是隔絕氧氣和水；
（4）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過程如下：
焦炭$→_{①}^{過量空氣、高溫}$CO₂$→_{②}^{焦炭、高溫}$CO$→_{③}^{赤鐵礦、高溫}$Fe
請寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）金屬礦物的儲量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是：B（填序號）   A．合理開采礦物    B．節(jié)約金屬資源
【拓展遷移】一同學(xué)聯(lián)想到家里銅制餐具上有一層綠色物質(zhì)，認(rèn)為銅在空氣中也會生銹．他們上網(wǎng)查閱資料，知道這種綠色物質(zhì)的化學(xué)成分為Cu₂（OH）₂CO₃，俗稱銅綠；銅綠在受熱時又會分解，生成三種氧化物．他們根據(jù)銅綠的組成和空氣的成分大膽猜測：銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應(yīng)該有CO₂參加反應(yīng)．
（1）請寫出銅在空氣中生成銅綠的化學(xué)方程式2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）請寫出銅綠受熱分解的化學(xué)方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 根據(jù)鐵生銹的條件進(jìn)行分析，鐵在有水和氧氣并存時易生銹，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)大約占五分之一，鐵生銹消耗氧氣，導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強減小，液面會上升；根據(jù)保護金屬資源的措施分析回答合理的建議．鐵在與水和氧氣并存時易生銹；防銹就是破壞鐵生銹的條件．
根據(jù)方程式的寫法：一寫二配三注明四等號考慮本題；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類和數(shù)目不變，原子的質(zhì)量不變；

解答 解：【實驗結(jié)論】鐵在有水和氧氣并存時易生銹，故填：氧氣；水蒸氣；
【實驗思考】（1）鐵絲足量，時間足夠長，則空氣中的氧氣全部被消耗，空氣中氧氣的體積約占$\frac{1}{5}$，故填：$\frac{1}{5}$；
（2）導(dǎo)致試管內(nèi)的壓強減小，液面會上升，消耗氧氣的體積不同，則液面上升的程度不同，故填：試管內(nèi)液面上升；
（3）在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法都是使鐵與氧氣、水隔絕，故填：隔絕氧氣和水；
（4）由于赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，所以反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用觀察法配平，反應(yīng)條件是高溫寫在等號的上邊，由于反應(yīng)物中有氣體，生成物中的氣體不能標(biāo)氣體上升符號．
故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）廢鋼鐵回收利用的目的是節(jié)約金屬資源，故填：B；
【拓展遷移】（1）Cu₂（OH）₂CO₃中含有碳元素和氫元素，所以空氣中的另外兩種物質(zhì)是水和二氧化碳．化學(xué)方程式為：2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃；故填：2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃
（2）銅綠受熱分解，已知此反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，則可知其化學(xué)方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
故填：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2 CuO+H₂O+CO₂↑．

點評 本題主要考查學(xué)生運用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學(xué)生整合知識的能力