Question

長期露置在空氣中的銅器表面有一層綠色固體．小強帶著濃厚的興趣對該綠色固體的元素組成進行研究．請你結合下列裝置圖回答問題．

查閱資料：金屬銅長時間放置在空氣中，與氧氣等物質發生復雜的化學反應，形成“銅綠”．
空氣中氮氣和稀有氣體的化學性質穩定，常溫下難與其他物質反應．
猜想與假設：經過思考和推理，小強認為“銅綠”的組成元素可能是銅、氧、氫、碳元素．
實驗與結論：小強按實驗設計連接A→______→______裝置（填裝置代號），在檢查裝置氣密性后進行相關實驗．請你幫助小強完成下列實驗報告：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
實驗Ⅰ：將一定量綠色固體裝入反應容器中，進行實驗	①白色無水硫酸銅變藍色	產物中有______
	②______	產物中有二氧化碳 寫出檢驗二氧化碳的化學方程式： ______
	③綠色固體變黑色

小李和小王兩位同學對堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]受熱完全分解后的黑色固體的成分進行探究．
（1）小李根據堿式碳酸銅的化學式對黑色固體產物做出以下猜想：①可能是碳，②可能是氧化銅．③可能是碳和氧化銅的混合物．他做出以上猜想的依據是______；
（2）小王根據碳的化學性質，認為猜想③可以排除，理由是______；
（3）為驗證①、②猜想，他們設計如下實驗方案：向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，待完全反應后靜置觀察現象．若猜想①正確，現象應該是______；若猜想②正確，現象應該是______．
通過實驗探究得知“銅綠”是由銅、氧、氫、碳四種元素組成．
反思與應用：大多數金屬的銹蝕與鐵、銅的銹蝕相似，金屬的銹蝕給人類帶來了巨大的損失，請寫出防止金屬銹蝕的一種方法：______．

Answer 1

解：無水硫酸銅可用于檢驗是否有水，澄清石灰水可用于檢驗二氧化碳的存在．所以我們可以用裝置A連接裝置E，看無水硫酸銅是否變藍，如果變藍，說明產物中有水生成；再通入裝置D澄請石灰水，石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成．故A可連接：ED；
二氧化碳與澄請石灰水反應的化學方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
故答案為：E；D，

實驗操作	實驗現象	實驗結論
實驗Ⅰ：將一定量綠色固體裝入反應容器中，進行實驗	①白色無水硫酸銅變藍色	產物中有 H2O
	②澄清石灰水變渾濁	產物中有二氧化碳 寫出檢驗二氧化碳的化學方程式： 　CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
	③綠色固體變黑色

（1）根據堿式碳酸銅的化學式對黑色固體產物做出猜想的依據是質量守恒定律，根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變；
（2）猜想③可以排除，理由是碳具有還原性，能將氧化銅還原為銅，二者在高溫下不能共存；
（3）鑒別碳和氧化銅，向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，待完全反應后靜置觀察現象．若猜想①正確，因為碳和稀硫酸不反應，所以固體沉淀在試管底部，無現象；若猜想②正確，現象應該是氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，溶液變藍色；
（4）金屬在空氣中被腐蝕主要是由于和空氣中的氧氣、水及二氧化碳反應所致，所以要防止金屬被腐蝕通常采用將金屬放在干燥的環境中或隔絕空氣．如金屬表面刷油漆、加鍍層金屬等．
故答案為：
（1）化學反應前后元素種類不變；
（2）C和CuO要發生反應；
（3）黑色固體不溶解，溶液不變色；黑色固體全部溶解，溶液由無色變成藍色；
（4）刷油漆等；
分析：無水硫酸銅可用于檢驗是否有水，澄清石灰水可用于檢驗二氧化碳的存在；一般是先檢驗水分存在再檢驗其它氣體．然后根據現象寫出結論，或根據結論寫出現象，完成實驗報告；
（1）反應物為堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類和質量都不變，所以反應后物質也由銅、氧、氫、碳幾種元素組成，據此可作出猜想；
（2）猜想③碳和氧化銅的混合物受熱會發生反應生成銅和二氧化碳，所以此猜想不合理；
（3）鑒別碳和氧化銅，根據其化學性質不同，可向盛有少量黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，振蕩，碳和稀硫酸不反應，氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，溶液變藍色，據此可鑒別碳和氧化銅．
（4）可從金屬腐蝕的原理進行分析解答．
點評：本題通過實驗探究堿式碳酸銅的受熱分解產物，屬于中檔題．實驗猜想要有依據，不能憑空猜想，驗證猜想要通過實驗，依據碳和氧化銅的化學性質不同選擇合適的試劑，根據實驗現象不同可鑒別二者．