Question

銅陵被譽為我國的“銅都”．右圖是銅陵銅工藝品中著名的四喜娃娃．小明找到了分別用純銅、青銅（Cu、Sn合金）兩種材料制作的四喜娃娃及用于實驗的純銅片和青銅片．
（1）怎樣用化學方法區分這兩種四喜娃娃？
區分純銅和青銅的實驗方法是：    ．
（2）四喜娃娃為什么生銹了？
通過查閱資料得知，金屬銅長時間放置在空氣中，能夠和空氣中氧氣等物質發生化學反應，生成銅綠〔Cu₂（OH）₂CO₃〕．請你根據銅綠的組成推斷，銅變成銅綠時，空氣中的O₂、    、    （填化學式）參加了反應．
（3）哪種四喜娃娃更容易生銹？
小明發現從不同地點收集到的兩個四喜娃娃中，青銅娃娃身上的銹斑比純銅的多，他據此得出結論：青銅比純銅更容易生銹．
他的這種推理方法是否科學？    ．
請說出理由：    ．
（4）青銅四喜娃娃的銅綠中為什么會有褐色的銹斑？
由于有的青銅中含雜質較多，尤其是含鐵，故在銅綠間還會有斑駁的、呈褐色的氧化鐵．現有一些這種含褐色的銹斑粉末，請你設計實驗證明銹斑粉末中含有鐵元素．    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據純銅和青銅組成上的不同，設計實驗區分兩種物質；
（2）依據守恒定律，由銅綠〔Cu₂（OH）₂CO₃〕的組成元素，推測銅生銹與空氣中哪此物質有關；
（3）對小明同學由不同地點收集到的兩個四喜娃娃上銹的輕重，推斷哪種銅更易生銹的推理方法進行評價；
（4）設計實驗證明褐色銹斑粉末中含有鐵元素．褐色銹斑粉末為鐵銹，主要成分氧化鐵，可借助工業煉鐵的原理反應來完成含鐵的證明．
解答：解：（1）題中信息“青銅（Cu、Sn合金）”可知，青銅中含有金屬錫（Sn），據金屬活動性順序表，金屬錫能與酸反應放出氫氣，所以就可以使用酸區分純銅與青銅．取兩種銅片樣品，滴稀鹽酸，有氣泡產生者為青銅．
故答：在青銅和純銅片上分別滴加稀鹽酸；
（2）銅綠〔Cu₂（OH）₂CO₃〕由Cu、C、H、O四種元素所組成，其中C元素應來自生銹時參與反應的空氣中的CO₂氣體，H元素則應來自于空氣中的H₂O．
故選CO₂，H₂O；
（3）小明同學使用不同地點收集到的兩個四喜娃娃上銹的輕重，可能是在不同條件下發生銹蝕的結果，并未經過同等條件下的對比，不具有推理價值．因此，小明同學的推理方法不符合科學探究的精神．
故答：不科學，因為兩種四喜娃娃未在同等條件（時間、環境等）下進行比較；
（4）利用還原劑還原出氧化鐵中的鐵，用磁鐵吸收證明得到了鐵，也就可以說明銹斑中含鐵元素．
故答：將CO通入盛有銹斑粉末的玻璃管中，加熱，反應后取出管內物質，用磁鐵懸吸，有固體附著，證明銹斑粉末中含鐵元素．
點評：青銅中含有活潑金屬錫等，能夠與稀酸反應生成氫氣，而純銅則不能．青銅屬于合金，合金比純金屬更容易生銹，在水、二氧化碳和氧氣（空氣）作用下，青銅容易產生銅綠，而純銅不易于生銹．