Question

【題目】【2016年山東省煙臺(tái)市】久置的銅制品表面能生成綠色的銅銹[主要成分為Cu2（OH）2CO3]，某化學(xué)興趣小組對(duì)銅生銹的條件進(jìn)行了以下探究。

【提出猜想】根據(jù)銅銹的組成元素推測(cè)，銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】興趣小組同學(xué)取打磨光量的銅絲，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)。

【現(xiàn)象分析】若干天后，發(fā)現(xiàn)只有D瓶中的銅絲出現(xiàn)綠色的銅銹，其他瓶中的銅絲均無(wú)銅銹出現(xiàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)B、C瓶中所使用的蒸餾水是經(jīng)煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其目的是 。

（2）B瓶與D瓶中的現(xiàn)象對(duì)比，可以得出的結(jié)論是 。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的 共同作用的結(jié)果。

【拓展探究】以銹蝕嚴(yán)重的廢銅屑為原料，回收制取純銅。

查閱資料：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑

Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑

如圖是該興趣小組設(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：

【分析評(píng)價(jià)】①步驟Ⅱ反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生了還原反應(yīng)的物質(zhì)是 （填化學(xué)式）。

②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。

③步驟Ⅴ過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

④同一份廢銅屑分別通過(guò)上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量：方案一 （填“＞”或“=”或“＜”）方案二。以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理由是 （任答一點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】（1）除去水中溶解的氧氣（2）銅生銹需要二氧化碳 氧氣、水和二氧化碳

【分析評(píng)價(jià)】①CuO ②過(guò)濾 ③Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ④ = 方案二不需加熱

【解析】（1）經(jīng)煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其原因是除去水中溶解的氧氣；故填：除去水中溶解的氧氣；（2）銅生銹是否需要空氣中的二氧化碳，變量是否含有二氧化碳，其余條件必須相同，所以B和D形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可以探究是否需要有二氧化碳參加反應(yīng)，故得出結(jié)論：銅生銹需要二氧化碳；通過(guò)上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果，故填：氧氣、水和二氧化碳；

【分析評(píng)價(jià)】①在化學(xué)反應(yīng)CuO+COCu+CO2中，氧化銅失去了氧，發(fā)生了還原反應(yīng)，故填：CuO；②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要分離難溶性雜質(zhì)，過(guò)濾是分離難溶性雜質(zhì)的方法，所以都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾，故填：過(guò)濾；③因?yàn)榧尤脒^(guò)量鐵粉，所以固體B中含有鐵和銅，加入稀硫酸，銅不反應(yīng)，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類、元素的質(zhì)量都不變，兩種方案中反應(yīng)前銅元素質(zhì)量相等，所以反應(yīng)后生產(chǎn)銅的質(zhì)量相等；方案二與方案一相比較，方案二不需加熱，故填：=；方案二不需加熱。