Question

【题目】久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为Cu2（OH）2CO3]，某化学兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究． 【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测，铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反应的结果．
【实验设计】兴趣小组同学取打磨光亮的铜丝，设计了如图所示的四个实验．

（1）【现象分析】 若干天后，发现只有D瓶中的铜丝出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝均无铜锈出现．
①实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是 ．
②B瓶与D瓶中的现象对比，可以得出的结论是 ．
（2）【实验结论】由上述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的共同作用的结果．
（3）【拓展探究】以锈蚀严重的废铜屑为原料，回收制取纯铜． 查阅资料：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑
Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
如图是该兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案：

【分析评价】
①步骤Ⅱ反应过程中发生了还原反应的物质是（填化学式）．
②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是 ．
③步骤Ⅴ过程发生反应的化学方程式为 ．
④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到的铜的质量：方案一（填“＞”或“=”或“＜”）方案二．以上两种方案中，方案二优越于方案一，理由是（任答一点）．

Answer 1

【答案】
（1）除去水中溶解的氧气；铜生锈需要二氧化碳
（2）氧气、水和二氧化碳
（3）CuO；过滤；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；=；方案二不需加热
【解析】解：【现象分析】经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其原因是除去水中溶解的氧气；故填：除去水中溶解的氧气；铜生锈是否需要空气中的二氧化碳，变量是否含有二氧化碳，其余条件必须相同，所以B和D形成对照实验，可以探究是否需要有二氧化碳参加反应，故得出结论：铜生锈需要二氧化碳； 通过上述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，故填：氧气、水和二氧化碳；
【分析评价】①在化学反应CuO+CO Cu+CO2中，氧化铜失去了氧，发生了还原反应，故填：CuO；②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要分离难溶性杂质，过滤是分离难溶性杂质的方法，所以都需要进行的实验操作是过滤，故填：过滤；③因为加入过量铁粉，所以固体B中含有铁和铜，加入稀硫酸，铜不反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；④根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、元素的质量都不变，两种方案中反应前铜元素质量相等，所以反应后生产铜的质量相等；方案二与方案一相比较，方案二不需加热，故填：=；方案二不需加热．
【现象分析】根据氧气在水中的溶解度进行分析；根据对照实验的设计方法考虑；铜丝生锈，说明铜与水、氧气、二氧化碳等物质充分接触时容易生锈进行解；
【分析评价】①根据氧化还原反应进行解答；②根据过滤是分离难溶性杂质的方法进行分析；③根据反应物、生成物写出化学方程式；④根据质量守恒定律进行解答．