题目内容

2.金属材料在生产、生活中应用广泛.化学小组的同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究活动.
【作出猜想】对Mn的活动性提出了三种猜想:
猜想一、Mn>Fe>Cu;猜想二、Fe>Mn>Cu;猜想三、Fe>Cu>Mn.
【实验验证】
      实验步骤实验现象实验结论
①分别向盛有Mn、Fe、Cu三种金属的三支试管中加入同体积、同浓度的稀硫酸.盛有Mn、Fe的试管内都有气泡产生,锰片的反应比铁片的反应剧烈,盛有Cu的试管中没有产生气泡.猜想三错误.
②向盛有硫酸亚铁溶液的试管中加入金属Mn.有黑色固体析出.猜想一正确.
已知Mn在生成物中的化合价均为+2价,则步骤②中反应的化学方程式为:Mn+FeSO4=MnSO4+Fe.
【拓展延伸】将步骤①和②中反应后的混合物倒入同一烧杯中,搅拌,过滤(填操作名称),得到固体X和溶液Y.则:
(1)溶液Y中溶质的成分BC(填序号).
A.一定有FeSO4    B.一定有MnSO4       C.可能有H2SO4        D.可能有CuSO4
(2)得到固体X和溶液Y的操作过程中,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,其中玻璃棒的作用是引流.
【反思与应用】活动性越强的金属,越容易在空气中发生化学变化.世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的205-40%.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水发生化学反应;防止铁生锈是保护金属资源的一种有效途径,请写出一条防止铁生锈的措施喷漆.

分析 【作出猜想】根据考虑到铁的活动性比铜强,三种金属中锰的金属性比它们都强、只比铜强、比它们都弱来猜想;
【实验验证】①根据与同体积、同浓度的稀硫酸反应的快慢进行分析;
②根据金属的活泼性,根据反应物、生成物书写化学方程式进行分析;
【拓展延伸】根据过滤用来分离固液混合物进行分析;
(1)根据反应是否完全、金属活动性进行分析;
(2)根据过滤用到的仪器和玻璃棒的用途进行分析;
【反思与应用】根据铁生锈的条件和防止铁生锈的措施进行分析.

解答 解:【作出猜想】因考虑到铁的活动性比铜强,由猜想一和二可知,锰的金属性小于铁与铜.
【实验验证】①分别向盛有Mn、Fe、Cu三种金属的三支试管中加入同体积、同浓度的稀硫酸,盛有Mn、Fe的试管内都有气泡产生,锰片的反应比铁片的反应剧烈,盛有Cu的试管中没有产生气泡,从而证明猜想三错误;
②向盛有硫酸亚铁溶液的试管中加入金属Mn,有黑色固体析出,证明锰的活动性比铁强,故猜想一正确;
步骤②中锰置换硫酸亚铁中的铁,化学方程式为:Mn+FeSO4=MnSO4+Fe;
【拓展延伸】将步骤①和②中反应后的混合物倒入同一烧杯中,搅拌,得到固体X和溶液Y,说明能分离固液混合物,故填:过滤;
(1)通过步骤①和②中反应,溶液Y中一定有生成的MnSO4,如果步骤①中硫酸过量,可能有硫酸,铜不反应,一定没有硫酸铜,步骤②中如果锰过量,可能没有FeSO4,故选BC;
(2)得到固体X和溶液Y的操作是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,玻璃棒的作用是引流;
故填:烧杯;引流;
【反思与应用】铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生化学反应;
常见的金属采用的防锈措施是喷漆或刷油漆或涂油.
故填:喷漆(其他合理答案也可).
故答案为:【理论依据】酸溶液 盐溶液.
【作出猜想】铁>铜>锰或Fe>Cu>Mn;
【实验验证】①盛有Mn、Fe的试管内都有气泡产生,锰片的反应比铁片的反应剧烈,盛有Cu的试管中没有产生气泡;
②一;Mn+FeSO4=MnSO4+Fe;
【拓展延伸】过滤;
(1)BC;
(2)烧杯;引流;
【反思与应用】铁与空气中的氧气、水发生化学反应;喷漆(其他合理答案也可).

点评 本题考查金属活泼性的探究实验,学生需熟记判断金属活动性强弱的方法:①金属活动性顺序表背出来,排在前面的金属的活动性比后面的要强.②和同种酸反应的速度快慢,反应越快的活动性越强等来解答.

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