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Cu
2(OH)
2CO
3(铜绿).他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测,铜绿可能是铜与H
2O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)
.
【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?
(填“是”或“否”).请你说明理由
.
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分也是Cu
2(OH)
2CO
3,还可以表示成CuCO
3?Cu(OH)
2.
与孔雀石相似,还有许多矿物可用xCuCO
3?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盐酸 | (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)大试管内壁出现 | 石青加热易分解 |
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的反应方程式是
.若要增大该气体在水中的溶解度方法是
A.升温增压; B.升温减压; C.降温增压; D.降温减压
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).