《2025年亮点给力大试卷九年级化学上册沪教版》

24. (12分)晓宇同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈,他联想到探究铁生锈条件的实验,决定采用控制变量法探究铜生锈的原因。
【提出问题】铜生锈的原因是什么?
【查阅资料】①一定条件下,碳和氯化钠会加快金属腐蚀,但本身不参与反应。②铜锈的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃(相对分子质量为222),俗称铜绿。③铜锈可与盐酸反应$:Cu₂(OH)₂CO₃+4HCl\xlongequal{\;\;}2CuCl₂+3H₂O+CO₂↑。$④常温、常压下,二氧化碳的密度为dg·mL⁻¹。⑤氢氧化钠能与二氧化碳反应。
【猜想与假设】铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果。
【设计与实验】实验一:定性探究铜生锈的因素。
晓宇同学仿照探究铁生锈条件的实验,设计并进行了下表所示的五个实验(说明:实验中用到的铜片均已打磨干净)。
(1)实验①中无水CaCl₂的作用是______吸收试管内的水蒸气______。
(2)在上述实验③中,尾部氢氧化钠溶液的作用是______防止空气中的二氧化碳进入装置中______。
(3)对比实验③④,可说明铜生锈一定需要______二氧化碳(或$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}$)______。
实验二:测定碱式碳酸铜的含量。

将上述实验⑤试管中剩余的物质过滤、洗涤、干燥,得到mg固体,连接如图中甲、乙两装置,并检查装置的气密性,然后加入固体与足量稀盐酸进行实验。
(4)完全反应后,常温、常压下测得生成气体的体积为VmL,则该固体中碱式碳酸铜的质量分数的表达式为______$\frac{111\mathit{V}\mathit{d}}{22\mathit{m}}× 100\%$______。
(5)该实验条件下测得碱式碳酸铜的质量分数偏大的原因是______滴加的稀盐酸占有一定的体积,使测得的二氧化碳的体积偏大,计算得出的二氧化碳的质量偏大,通过化学方程式求出的碱式碳酸铜的质量偏大,从而导致其质量分数偏大______,解决方法是______将分液漏斗改为恒压漏斗______。
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答案： （1）吸收试管内的水蒸气（2）防止空气中的二氧化碳进入装置中（3）二氧化碳(或$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}$)（4）$\frac{111\mathit{V}\mathit{d}}{22\mathit{m}}× 100\%$（5）滴加的稀盐酸占有一定的体积,使测得的二氧化碳的体积偏大,计算得出的二氧化碳的质量偏大,通过化学方程式求出的碱式碳酸铜的质量偏大,从而导致其质量分数偏大 将分液漏斗改为恒压漏斗解析:
(1)无水氯化钙是一种干燥剂,用来吸收装置内的水蒸气,从而使铜片处于干燥的空气中。
(2)氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,实验③中尾部的氢氧化钠溶液可以防止空气中的二氧化碳进入装置,从而使装置内的铜片处于有水和氧气而没有二氧化碳的环境中。
(3)实验③的装置内铜片处于有水和氧气而没有二氧化碳 的环境中,铜片不生锈,实验④的装置内铜片处于有水、氧气和二氧化碳的环境中,铜片生锈,对比实验③④,说明铜生锈一定需要二氧化碳。
(4)由资料可知,生成二氧化碳的质量为$V\space \mathrm{m}\mathrm{L}× d\space \mathrm{g}\cdot \mathrm{m}{\mathrm{L}}^{-1}=Vd\space \mathrm{g}$,设碱式碳酸铜的质量为x。$\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{2}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{3}+4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\xlongequal{\;\;}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\uparrow +2\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{2}+3{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$222 44x $Vd\space \mathrm{g}$$\frac{222}{44}=\frac{x}{Vd\space \mathrm{g}}$$x=\frac{111Vd}{22}\space \mathrm{g}$碱式碳酸铜的质量分数为$(\frac{111Vd}{22}\space \mathrm{g}÷ m\space \mathrm{g})× 100\%=\frac{111Vd}{22m}× 100\%$。