Question

铜陵被誉为我国的“铜都”，其中著名的四喜娃娃就是铜陵的铜工艺品．小明找到了分别用纯铜、青铜（Cu、Sn合金）两种材料制作的四喜娃娃及用于实验的纯铜片和青铜片．
（1）怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃？
区分纯铜和青铜的实验方法是：

 

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（2）四喜娃娃为什么生锈了？
通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿〔Cu₂（OH）₂CO₃〕．请你根据铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的O₂、

 

、

 

 （填写化学式）参加反应，其反应方程式为

 

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（3）哪种四喜娃娃更容易生锈？
小明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，他据此得出结论：青铜比纯铜更容易生锈．
他的这种推理方法是否科学？

 

（填“是”或“否”）；请说出理由：

 

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（4）青铜四喜娃娃的铜绿中为什么会有褐色的锈斑？
由于有的青铜中含杂质较多，尤其是含铁，故在铜绿间还会有斑驳的、呈褐色的氧化铁．现有一些这种含褐色的锈斑粉末，请你设计实验证明锈斑粉末中含有铁元素

 

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（5）氢氧化钠溶液和稀盐酸反应时，观察不到现象，请你设计一个实验证明两者确实发生了化学反应

 

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Answer 1

考点：金属锈蚀的条件及其防护,化学实验方案设计与评价,合金与合金的性质,中和反应及其应用

专题：金属与金属材料,常见的酸 酸的通性

分析：（1）根据纯铜和青铜组成上的不同，设计实验区分两种物质；
（2）依据守恒定律，由铜绿〔Cu₂（OH）₂CO₃〕的组成元素，推测铜生锈与空气中哪此物质有关；
（3）对小明同学由不同地点收集到的两个四喜娃娃上锈的轻重，推断哪种铜更易生锈的推理方法进行评价；
（4）设计实验证明褐色锈斑粉末中含有铁元素．褐色锈斑粉末为铁锈，主要成分氧化铁，可借助工业炼铁的原理反应来完成含铁的证明．
（5）氢氧化钠溶液和稀盐酸反应时，没有颜色变化，没有气体生成，没有沉淀产生，实验发生时现象不明显，不过可以借助指示剂来判断两者是否发生了化学反应．

解答：解：（1）青铜中含有的锡在金属活动性顺序中排在氢的前面，能与酸反应生成氢气，而铜不能与酸反应生成氢气，故填：在金属片上分别滴加稀盐酸，有气泡产生的是青铜，没有气泡产生的是纯铜．
（2）根据铜绿的化学式可知，铜绿中含有铜、氧、氢、碳四种元素，铜变成铜绿时，空气中的氧气、水、二氧化碳参加了反应，反应的方程式是2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．故填：H₂O；CO₂；2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．
（3）比较金属的性质，应该放在相同的环境中进行比较，故填：不科学；因为两种四喜娃娃未在同等条件（时间、环境等）下进行比较．
（4）将铁锈中的铁元素转化为铁单质，利用铁能被磁铁吸引的性质进行证明，故本题答案为：将CO通入盛有锈斑粉末的玻璃管中，加热，反应后取出管内物质，用磁铁悬吸，有固体附着，证明锈斑粉末中含铁元素．
（5）酚酞遇碱变红色，而酸和水都不会使酚酞变色，在氢氧化钠中滴入酚酞，溶液变红，滴入盐酸后，溶液颜色由红色变为无色，说明两者发生了反应．
故答案为：在盛NaOH溶液的烧杯中滴入几滴无色酚酞试液，溶液变红色，在NaOH溶液中加入过量的稀盐酸（红色褪去为止），溶液变无色，表明溶液中已无NaOH，由此证明两者确实发生了化学反应．

点评：本题主要考查了铜生锈的原因及其设计实验进行探究等方面的内容．完成此题，可以依据已有的知识结合物质的性质进行．