Question

2．金屬材料在生產、生活中應用廣泛．化學小組的同學為了解Mn、Fe、Cu三種金屬的活動性順序，進行了如下探究活動．
【作出猜想】對Mn的活動性提出了三種猜想：
猜想一、Mn＞Fe＞Cu；猜想二、Fe＞Mn＞Cu；猜想三、Fe＞Cu＞Mn．
【實驗驗證】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①分別向盛有Mn、Fe、Cu三種金屬的三支試管中加入同體積、同濃度的稀硫酸．	盛有Mn、Fe的試管內都有氣泡產生，錳片的反應比鐵片的反應劇烈，盛有Cu的試管中沒有產生氣泡．	猜想三錯誤．
②向盛有硫酸亞鐵溶液的試管中加入金屬Mn．	有黑色固體析出．	猜想一正確．

已知Mn在生成物中的化合價均為+2價，則步驟②中反應的化學方程式為：Mn+FeSO₄=MnSO₄+Fe．
【拓展延伸】將步驟①和②中反應后的混合物倒入同一燒杯中，攪拌，過濾（填操作名稱），得到固體X和溶液Y．則：
（1）溶液Y中溶質的成分BC（填序號）．
A．一定有FeSO₄    B．一定有MnSO₄       C．可能有H₂SO₄        D．可能有CuSO₄
（2）得到固體X和溶液Y的操作過程中，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流．
【反思與應用】活動性越強的金屬，越容易在空氣中發生化學變化．世界上每年因銹蝕而報廢的金屬設備和材料，高達產量的205-40%．鐵生銹的條件是鐵與空氣中的氧氣、水發生化學反應；防止鐵生銹是保護金屬資源的一種有效途徑，請寫出一條防止鐵生銹的措施噴漆．

Answer 1

分析 【作出猜想】根據考慮到鐵的活動性比銅強，三種金屬中錳的金屬性比它們都強、只比銅強、比它們都弱來猜想；
【實驗驗證】①根據與同體積、同濃度的稀硫酸反應的快慢進行分析；
②根據金屬的活潑性，根據反應物、生成物書寫化學方程式進行分析；
【拓展延伸】根據過濾用來分離固液混合物進行分析；
（1）根據反應是否完全、金屬活動性進行分析；
（2）根據過濾用到的儀器和玻璃棒的用途進行分析；
【反思與應用】根據鐵生銹的條件和防止鐵生銹的措施進行分析．

解答 解：【作出猜想】因考慮到鐵的活動性比銅強，由猜想一和二可知，錳的金屬性小于鐵與銅．
【實驗驗證】①分別向盛有Mn、Fe、Cu三種金屬的三支試管中加入同體積、同濃度的稀硫酸，盛有Mn、Fe的試管內都有氣泡產生，錳片的反應比鐵片的反應劇烈，盛有Cu的試管中沒有產生氣泡，從而證明猜想三錯誤；
②向盛有硫酸亞鐵溶液的試管中加入金屬Mn，有黑色固體析出，證明錳的活動性比鐵強，故猜想一正確；
步驟②中錳置換硫酸亞鐵中的鐵，化學方程式為：Mn+FeSO₄=MnSO₄+Fe；
【拓展延伸】將步驟①和②中反應后的混合物倒入同一燒杯中，攪拌，得到固體X和溶液Y，說明能分離固液混合物，故填：過濾；
（1）通過步驟①和②中反應，溶液Y中一定有生成的MnSO₄，如果步驟①中硫酸過量，可能有硫酸，銅不反應，一定沒有硫酸銅，步驟②中如果錳過量，可能沒有FeSO₄，故選BC；
（2）得到固體X和溶液Y的操作是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，玻璃棒的作用是引流；
故填：燒杯；引流；
【反思與應用】鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣、水發生化學反應；
常見的金屬采用的防銹措施是噴漆或刷油漆或涂油．
故填：噴漆（其他合理答案也可）．
故答案為：【理論依據】酸溶液 鹽溶液．
【作出猜想】鐵＞銅＞錳或Fe＞Cu＞Mn；
【實驗驗證】①盛有Mn、Fe的試管內都有氣泡產生，錳片的反應比鐵片的反應劇烈，盛有Cu的試管中沒有產生氣泡；
②一；Mn+FeSO₄=MnSO₄+Fe；
【拓展延伸】過濾；
（1）BC；
（2）燒杯；引流；
【反思與應用】鐵與空氣中的氧氣、水發生化學反應；噴漆（其他合理答案也可）．

點評 本題考查金屬活潑性的探究實驗，學生需熟記判斷金屬活動性強弱的方法：①金屬活動性順序表背出來，排在前面的金屬的活動性比后面的要強．②和同種酸反應的速度快慢，反應越快的活動性越強等來解答．