初中化学金属资源的保护探究题

2009年2月12日，我外交部就法国某公司拍卖我国两件重要文物兔首和鼠首(见右图)，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。目前我国正在积极追讨这两件文物。兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)，表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件，某化学实验小组进行了如下探究：
   
1．探究铜绿的组成
【查阅资料】 通过查阅资料知道：铜绿受热易分解。
【设计与实验】
(1)小芳从其它铜器上取下适量的干燥铜绿，按右图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口内有水珠出现，说明了铜绿中含有氢、氧元素；澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有                 元素。
(2)小芳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴人稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有                元素。
【实验结论】 铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。
2．探究铜生成铜绿的条件
【查阅资料】铜绿的化学式是Cu₂(OH)₂CO₃，它受热会分解生成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为                                  。
【猜想与假设】  据铜绿的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与氧气及         共同作用而形成的。
【设计与实验】 借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小梁设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮，试管内的“  ”为铜片)：

实验较长时间后，发现            试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。
【评价与改进】 小区认为小梁设计的实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是(用图表示亦可)                                  。
【拓展与应用】
小明发现从不同地点收集到的两个铜器(一个是纯铜做的，一个是青铜做的)中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。小明的分析是否全面?请你说明理由。
                                                                  。

(11分)钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他们会发现　▲　处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和　▲　  、 　▲　　等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。

(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu₂(OH)₂CO₃(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO₂参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式　　　　　　▲ 　　　　　　 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，也可以表示成CuCO₃·Cu(OH)₂。与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO₃·yCu(OH)₂(x、y都是正整数)表示，石青就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。

	实验操作	实验现象	结论
步骤l	取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸	(1)产生大量气体 (2)溶液呈蓝色	(1)石青中含有  ▲ 离子 (2)石青中含有  ▲ 离子
步骤2	取少量石青样品置于大试管中加热	(1)残留固体呈  ▲ 色 (2)大试管内壁  ▲	石青加热易分解

 
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是             ▲           。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和   ▲  的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面      ▲      (任写一种方法)。

为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。

[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环境下的斌舒中，观察铁钉锈蚀情况。
[实验现象]3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。
[获得结论]
(1)对照实验l、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为                    ；
(2)防止铁锈蚀的一种方法是                               。
[拓展探究]
(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想                                                     。