Question

铜片在潮湿的空气中久置，表面会产生绿色的铜锈。某小组同学设计并进行实验，探究铜生锈的条件。

【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na₂SO₃）可与O₂发生化合反应。

【猜想与假设】常温下，铜生锈可能与O₂、CO₂、水蒸气有关。

【进行实验】通过控制与铜片接触的物质，利用下图装置（铜片长度为3 cm，试管容积为20 mL）分别进行下列5个实验，并持续观察30天。

编号	主要实验操作	实验现象
1	先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气 再加入2 mL浓硫酸	铜片始终无明显变化
2	先加入4 mL饱和Na2SO3溶液 再充满CO2	铜片始终无明显变化
3	加入2 mL NaOH浓溶液	铜片始终无明显变化
4	先加入2 mL浓硫酸 再通入约4 mL CO2	铜片始终无明显变化
5	先加入2 mL蒸馏水 再通入约4 mL CO2	铜片表面变成绿色

【解释与结论】

（1）实验中，NaOH浓溶液的作用是___________（用化学方程式表示）。

（2）实验1的目的是________。

（3）实验2中，试管内的气体主要含有CO₂、________。

（4）得出“铜生锈一定与H₂O有关”的结论，依据的两个实验是________（填编号）。

（5）由上述实验可推知，铜片生锈的条件是_________________。

【反思与评价】

（6）在猜想与假设时，同学们认为铜生锈与N₂无关，其理由是________。

（7）兴趣小组的同学认为不需进行上述实验，他们向铜锈中加入稀盐酸并把生成的气体通入___。

Answer

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 探究Cu只与O2接触是否会生锈 H2O 4、5 Cu与H2O、CO2、O2同时接触 常温下氮气的化学性质不活泼，很难和其他物质反应 质量守恒定律

【解析】（1）NaOH浓溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，达到除去二氧化碳的目的；

（2）根据浓硫酸除去水蒸气，氢氧化钠浓溶液除去二氧化碳分析；

（3）根据亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生化合反应，除去氧气分析；

（4）对比实验4、5可知，得出“铜生锈一定与H2O有关”；

（5）由通过控制与铜接触的物质进行下列5个实验，进行分析解答；

（6）根据常温下氮气的化学性质不活泼，分析解答；

（7）根据质量守恒定律分析。

【解析】
（1）NaOH浓溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ；

（2）先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气，再加入2 mL浓硫酸，除去了二氧化碳和水蒸气。故实验1的目的是：探究Cu只与O2接触是否会生锈；

（3）亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生化合反应，除去氧气。故试管内的气体主要含有CO2、H2O；

（4）实验4先加入2 mL浓硫酸，除去水蒸气，铜片始终无明显变化；实验5先加入2 mL蒸馏水，其他均与实验4相同，铜片表面变成绿色。由此可知，得出“铜生锈一定与H2O有关”的结论，依据的两个实验是4、5；

（5）由上述实验可推知，铜片生锈的条件是：Cu与H2O、CO2、O2同时接触；

（6）在猜想与假设时，同学们认为铜生锈与N2无关，其理由是：常温下氮气的化学性质不活泼，很难和其他物质反应；

（7）向铜锈中加入稀盐酸并把生成的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可知铜锈含有碳元素，即可得出铜生锈与空气中的二氧化碳有关。