Question

【題目】某同學發現家里的銅質水龍頭表面出現了一層綠色的銹漬，經查閱資料，了解到這層銹漬的化學成分是堿式碳酸銅[Cu2（OH）2CO3]，并對Cu2（OH）2CO3受熱完全分解后的產物進行探究。

（查閱資料）（1）堿式碳酸銅受熱分解生成水蒸氣、二氧化碳和一種黑色固體。

（2）白色無水硫酸銅遇水變成藍色。

（提出猜想）該同學根據堿式碳酸銅的化學式對黑色固體產物作出以下猜想：

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。

他猜想的依據是_____，且碳和氧化銅都是黑色的。

（實驗探究）實驗Ⅰ：按下圖進行實驗，證明分解產物中有H2O和CO2（圖中夾持裝置省略）。

實驗Ⅱ：為驗證猜想，他做了如下實驗：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。

（實驗分析及結論）

實驗Ⅰ中：證明產物中有水生成的依據是_____；澄清石灰水變渾濁，產物中有_____生成。

實驗Ⅱ中：因為黑色粉末溶逐漸消失且_____，所以猜想②正確，故堿式碳酸銅受熱分解的化學方程式為_____。

通過上述實驗及結論分析可知，銅質水龍頭生銹過程中與水、二氧化碳、_____有關。

（實驗反思）為了防止銅質水龍頭生銹，通常可采取的有效措施是_____。

（拓展應用）依據堿式碳酸銅受熱分解的產物及所學酸堿鹽的知識，該同學認為可以用稀鹽酸除去銅質水龍頭表面的銹漬，反應的化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】化學反應前后元素的種類不變 無水硫酸銅變為藍色 二氧化碳 最終無黑色固體剩余，溶液由無色變為藍色 氧氣 鍍一層金屬保護膜或制成合金

【解析】

由題意根據題干的信息資料，根據堿式碳酸銅的化學式對黑色固體產物作出了三種猜想，猜想的依據是根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，碳和氧化銅都是黑色的。

實驗探究：

根據實驗Ⅰ的探究目的和裝置圖可知，無水硫酸銅是為了檢驗分解產物中有水，若由白色粉末變為藍色晶體，說明分解產物中有水，反之則無；澄清石灰水是為了檢驗分解產物中有二氧化碳，若澄清石灰水變渾濁，說明分解產物中有二氧化碳，反之則無；實驗Ⅱ的目的是為了驗證黑色固體的成分，碳單質與稀硫酸不反應，氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，可以根據黑色固體與稀硫酸反應后的現象判斷黑色固體的成分。根據以上分析可知：

實驗分析及結論：

實驗Ⅰ中：證明產物中有水生成的依據是無水硫酸銅變為藍色；澄清石灰水變渾濁，產物中有二氧化碳生成。

實驗Ⅱ中：因為黑色粉末溶逐漸消失且最終無黑色固體剩余，溶液由無色變為藍色，所以猜想②正確，黑色固體產物為氧化銅。由以上探究可知堿式碳酸銅受熱分解生成水、二氧化碳、氧化銅，反應的化學方程式為。

通過上述實驗及結論分析可知，銅質水龍頭生銹過程中與水、二氧化碳、氧氣有關。

實驗反思：

為了防止銅質水龍頭生銹，可以防止銅與氧氣、水或二氧化碳接觸，通常可采取的有效措施是在鐵的表面鍍一層金屬保護膜或者將銅制成合金改變其組成結構。

拓展應用：

依據堿式碳酸銅受熱分解的產物及所學酸堿鹽的知識，堿式碳酸銅與酸反應可以生成銅離子的鹽，二氧化碳和水，因此可以用稀鹽酸除去銅質水龍頭表面的銹漬，堿式碳酸銅與稀鹽酸反應生成氯化銅、二氧化碳和水，反應的化學方程式為。