Question

锰（Mn）是不锈钢的主要添加元素之一，某化学兴趣小组为了探究金属锰，利用学到的金属活动性顺序，该小组为了解锰与铁、铜的金属性活动顺序，进行如下探究活动：
【理论依据】通过学习金属的化学性质，他们知道，通过金属与

 

反应或金属与

 

反应可以比较金属活动性强弱．
【查阅资料】锰是一种银白色金属，化合物中Mn元素常显+2价．
【作出猜想】他们根据铁的活动性比铜强，对3种金属活动性顺序作出如下猜想．
猜想一：

 

；猜想二：铁＞铜＞锰；猜想三：铁＞锰＞铜
【设计实验】为了验证猜想，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案：
①第一组验证猜想一，实验方案：将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象；
②第二组验证猜想二，实验方案：将锰片

 

中，观察现象；
③第三组验证猜想三，实验方案：将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中，观察现象；
【实验结论】各组通过试验和交流，确认猜想一是正确的．
【解释】你认为第一组同学的实验现象应是：

 

；锰发生反应的化学方程式为

 

；第二组同学的实验现象应是：

 

；发生反应的化学方程式为

 

．
【拓展应用】为验证猜想三，你能设计的实验是

 

．

Answer 1

分析：【理论依据】通过学习金属的化学性质进行分析，比较金属活动性强弱．
【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；
【设计实验】②根据金属的活泼性铁＞铜＞锰，可选择硫酸铜试剂来分析；
【解释】由第一组同学的猜想，推测实验现象；运用类比的方法，类比铁与稀盐酸的反应，推测锰与稀盐酸发生反应的化学方程式；由第二组同学的猜想，推测实验现象；运用类比的方法，类比铁与硫酸铜溶液的反应，推测该反应的化学方程式．
【拓展应用】为验证猜想三：铁＞锰＞铜，根据金属活动性强弱设计的实验．

解答：解：【作出猜想】因考虑到铁的活动性比铜强，由猜想二和三可知，锰的金属性大于铁与铜．
【设计实验】②由猜想二可知，验证金属性铁＞铜＞锰，可选择硫酸铜溶液，将锰片放在硫酸铜溶液中有红色物质生成，则锰比铜活泼，猜想二错误，故答案为：硫酸铜溶液；
【解释】由第一组同学的猜想，推测实验现象：都有气泡产生，锰片的反应比铁片的反应剧烈；运用类比的方法，类比铁与稀盐酸的反应 Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，推测锰与稀盐酸发生反应的化学方程式Mn+2HCl=MnCl₂+H₂↑；由第二组同学的猜想，推测实验现象：锰片表面有红色物质附着；运用类比的方法，类比铁与硫酸铜溶液的反应：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，推测该反应的化学方程式：Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu．
【拓展应用】为验证猜想三，你能设计的实验是：将锰片放入硫酸亚铁溶液中，将铜片放入硫酸锰溶液中，观察现象；或将铁片和铜片分别放入硫酸锰溶液中，观察现象；或将铁片放入硫酸锰溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象．
故答案为：【理论依据】酸溶液 盐溶液．
【作出猜想】锰＞铁＞铜或Mn＞Fe＞Cu；
【设计实验】②硫酸铜溶液；
【解释】都有气泡产生，锰片的反应比铁片的反应剧烈； Mn+2HCl=MnCl₂+H₂↑； 锰片表面有红色物质附着； Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu．
【拓展应用】将锰片放入硫酸亚铁溶液中，将铜片放入硫酸锰溶液中，观察现象；
或将铁片和铜片分别放入硫酸锰溶液中，观察现象；
或将铁片放入硫酸锰溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象．

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．