Question

铜陵被誉为我国的“铜都”．右图是铜陵铜工艺品中著名的四喜娃娃．小明找到了分别用纯铜、青铜（Cu、Sn合金）两种材料制作的四喜娃娃及用于实验的纯铜片和青铜片．
（1）怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃？
区分纯铜和青铜的实验方法是：    ．
（2）四喜娃娃为什么生锈了？
通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿〔Cu₂（OH）₂CO₃〕．请你根据铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的O₂、    、    （填化学式）参加了反应．
（3）哪种四喜娃娃更容易生锈？
小明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，他据此得出结论：青铜比纯铜更容易生锈．
他的这种推理方法是否科学？    ．
请说出理由：    ．
（4）青铜四喜娃娃的铜绿中为什么会有褐色的锈斑？
由于有的青铜中含杂质较多，尤其是含铁，故在铜绿间还会有斑驳的、呈褐色的氧化铁．现有一些这种含褐色的锈斑粉末，请你设计实验证明锈斑粉末中含有铁元素．    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据纯铜和青铜组成上的不同，设计实验区分两种物质；
（2）依据守恒定律，由铜绿〔Cu₂（OH）₂CO₃〕的组成元素，推测铜生锈与空气中哪此物质有关；
（3）对小明同学由不同地点收集到的两个四喜娃娃上锈的轻重，推断哪种铜更易生锈的推理方法进行评价；
（4）设计实验证明褐色锈斑粉末中含有铁元素．褐色锈斑粉末为铁锈，主要成分氧化铁，可借助工业炼铁的原理反应来完成含铁的证明．
解答：解：（1）题中信息“青铜（Cu、Sn合金）”可知，青铜中含有金属锡（Sn），据金属活动性顺序表，金属锡能与酸反应放出氢气，所以就可以使用酸区分纯铜与青铜．取两种铜片样品，滴稀盐酸，有气泡产生者为青铜．
故答：在青铜和纯铜片上分别滴加稀盐酸；
（2）铜绿〔Cu₂（OH）₂CO₃〕由Cu、C、H、O四种元素所组成，其中C元素应来自生锈时参与反应的空气中的CO₂气体，H元素则应来自于空气中的H₂O．
故选CO₂，H₂O；
（3）小明同学使用不同地点收集到的两个四喜娃娃上锈的轻重，可能是在不同条件下发生锈蚀的结果，并未经过同等条件下的对比，不具有推理价值．因此，小明同学的推理方法不符合科学探究的精神．
故答：不科学，因为两种四喜娃娃未在同等条件（时间、环境等）下进行比较；
（4）利用还原剂还原出氧化铁中的铁，用磁铁吸收证明得到了铁，也就可以说明锈斑中含铁元素．
故答：将CO通入盛有锈斑粉末的玻璃管中，加热，反应后取出管内物质，用磁铁悬吸，有固体附着，证明锈斑粉末中含铁元素．
点评：青铜中含有活泼金属锡等，能够与稀酸反应生成氢气，而纯铜则不能．青铜属于合金，合金比纯金属更容易生锈，在水、二氧化碳和氧气（空气）作用下，青铜容易产生铜绿，而纯铜不易于生锈．