2024年5月8日,中国第三艘航母“福建”舰圆满完成为期8天的海试返回江南造船厂,“福建”舰采用世界上最先进的、中国拥有完全自主产权的“中压直流电电磁弹射”技术,彰显中国强大的军事实力。电磁弹射器钢材Mn18Cr18N钢属于无磁性奥氏体不锈钢。某同学想知道铬(Cr)、锰(Mn)、铁的金属活动性强弱如何?请你协助同学们完成下面的探究:
【查阅资料】
①铬是银白色有光泽的金属,在空气中,像铝一样,其表面能产生致密的氧化膜;
②锰的活动性比铬强,锰、铬都能与稀硫酸反应,生成+2价硫酸盐。溶液呈淡红色,溶液呈绿色;
③奥氏体不锈钢有多个系列,如生活中常见的304不锈钢可以表示为06Mn19Ni10,其中Ni%=10%左右。
【作出猜想】
(1)猜想①Mn>Cr>Fe;猜想②Mn>Fe>Cr;猜想③。
【设计与实验】
(2)①张明同学取大小相等的铁、锰、铬三种金属片,未经打磨就分别放入等量等浓度的稀硫酸中,记录如下:
实验操作 | 铁片放在稀硫酸酸中 | 铬片放在稀硫酸中 | 锰片放在稀硫酸酸中 |
开始时现象 | 有少量气泡产生 | 无气泡产生 | 有大量气泡产生 |
实验结论 | Mn>Fe>(H)>Cr |
②李红同学继续观察实验,发现一会儿后,铬的表面上有较多的气泡产生,溶液变绿色,于是他认为猜想成立。
【解释与结论】
【讨论与交流】
(4)为什么张明和李红两个同学观察到铬与稀硫酸反应的现象截然不同?原因是。
【继续实验】
(5)为了进一步确认铁、锰、铬三种金属的活动性强弱,刘斌同学进行了如下实验。
步骤 | 现象 | 结论 |
将打磨过的2块铬片分别放入硫酸锰溶液和硫酸亚铁溶液中 | ,放入硫酸亚铁溶液中铬片上有黑色物质生成 | 猜想①成立 |
【反思与评价】
(6)影响金属和酸反应速率快慢的因素很多,除了金属的活动性与酸的性质外,还有(任写一种)。
【拓展与迁移】