金属

金属活动性顺序表的应用

发布时间:2025/2/6 13:56:51   
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我们知道,金属活动性顺序:KCaNaMgAlZnSnPb﹙H﹚CuHgAgPtAu

在整个中学化学中都有十分重要的用途。为了帮助同学们的学习,今归纳如下。(为简化起见,本文将金属活动性顺序表简称为“表”)

1、判断金属还原性的强弱

在“表”中,金属的位置越靠前,就越容易失去电子变成阳离子,即该金属的还原性越强。所以,金属的还原性从左到右是逐渐减弱的。即:

K→Au还原性逐渐减弱

2、判断金属阳离子氧化性的强弱

在“表”中,从左到右金属单质失电子的能力逐渐减弱,而其阳离子得电子的能力逐渐增强。所以,金属阳离子的氧化性从左到右逐渐增强。即:

K+→Au3+氧化性逐渐增强

3、判断金属与酸发生置换反应的难易

在“表”中位于氢前面的金属可以从稀酸溶液中置换氢,生成盐和氢气;且位置越靠前,反应越易发生。如:

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

但必须注意:

(1)通常的实验中,一般不用镁以前的活泼金属,因反应太剧烈,容易造成事故,且金属价格较贵,不用它们与酸反应。锡、铅反应速度太慢,也不应用。常用的金属是锌和铁两种。

(2)酸常指盐酸、磷酸和稀硫酸,一般不用有强氧化性的浓H2SO4和HNO3,因为它们之间即使发生反应,也不是置换反应,不会放出氢气。如:

Zn+2H2SO4(浓)=(△)ZnSO4

+SO2↑+2H2O

4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2

+N2O↑+5H2O

氢后面的金属也能与酸(硝酸等氧化性酸)起反应,但不生成氢气。如:

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2

+2NO2↑+2H2O

Cu+2H2SO4(浓)=(△)CuSO4

+SO2↑+2H2O

铜甚至也能跟浓盐酸起反应,生成络合物。

所以,金属与酸能否发生反应以及反应中是否有氢气生成,除了看金属的活动性外,还和酸的性质、浓度以及反应时的温度等因素有关。

4、判断金属与盐溶液能否发生置换反应

在“表”中,位于前面的金属一般能把后面的金属从其盐溶液中置换出来。如:

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg

但必须注意:

(1)参加反应的盐必须是可溶性的,不溶性的盐与金属不发生置换反应。

(2)钠和钠以前的活泼金属,与盐溶液反应时得不到金属。它们与排在其后面的金属盐溶液反应,一般先与溶液中的水反应,不会有金属被置换出来。

如钠与硫酸铜反应其反应过程为:

①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

②2NaOH+CuSO4=Na2SO4

+Cu(OH)2↓

5、判断原电池的正、负极

在原电池中,作为负极的是排在“表”前面的金属,作为正极的是排在“表”后面的金属。如铜、锌原电池中,锌为负极,铜为正极。

6、判断电解池中阳离子的放电顺序

在电解池中,可用“表”来判断阳离子在阴极的放电顺序,其放电能力(得电子能力)按“表”从左到右增强,即越在“表”后的金属越容易顺得电子发生还原反应。阳离子放电顺序一般为

K+Na+Ca2+Mg2+Al3+(H+)

Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)

Cu2+Hg2+Fe3+Ag+

得电子能力增强

这里H+有两个位置。在相同离子浓度时,它在Pb2+之后,但在一般盐溶液中,[H+]不大,这时H+放电顺序往往在Zn2+之前。如:

2NaCl+2H2O=(电解)2NaOH+Cl2↑

+H2↑(阴极)

电解Zn2+以后的金属的盐溶液时,则主要是金属离子放电。

如CuCl2=(电解)Cu+Cl2↑

7、判断硝酸盐受热分解的产物

硝酸盐受热容易分解,其分解产物按“表”概括有如下规律:

K—Na生成亚硝酸盐+O2

Mg—Cu生成金属氧化物+NO2

+O2

Ag—Au生成金属+NO2+O2

如:2KNO3=(△)2KNO2+O2↑

2Cu(NO3)2=(△)2CuO+4NO2↑

+O2↑

2AgNO3=(△)2Ag+NO2↑+O2↑

8、判断盐类水解反应是否发生

“表”中K→Na的金属元素,形成的强酸盐溶于水不水解,水溶液显中性;若形成弱酸盐,溶于水后会发生水解,水溶液显碱性。

如:NaCl不水解,NaAc+H2O=(可逆符号)NaOH+HAc(显碱性Mg→Ag的金属元素,若形成强酸盐,溶于水后会发生水解,水溶液显酸性;若形成弱酸盐,因其中大部分都不溶于水,故一般不水解,但如果这类盐可溶于水则会发生水解,水溶液也可能显酸性,也可能显碱性。如:硫酸铁溶于水则Fe3+会水解。

Fe3++3H2O=(可逆符号)Fe(OH)3

+3H+(显酸性)。

9、判断碱的强弱和溶解性

按“表”KOH、NaOH是易溶于水的强碱,Ca(OH)2是微溶于水的中强碱外,Mg(OH)2→AgOH都是难溶于水的弱碱,且其碱性从左到右逐渐减弱。

10、判断金属的其它性质

利用金属活动性顺序表还可以判断金属的其它一些性质,今归纳如下:

⑴在自然界的存在状态

化合态:KCaNaMgAlZnSnPb

化合态游离态:CuHgAg

游离态:PtAu

⑵冶炼方法

电解熔融的氯化物:KCaNa

电解氧化物:MgAlZn

用还原法、在加热咸高温下还原金属氧化物:SnPbCu

加热或其它方法:HgAg

⑶与水反应

冷水:KCaNa

热水沸水:MgAlZn

水蒸气:ZnSnPb

不与水反应:CuHgAgPtAu

⑷与氧气反应

易被氧化:KCaNaMg

常温下能被氧化:AlZnSnPb 

加热时被氧化:CuHgAg

不被氧化:PtAu

⑸氧化物与水化合

能化合:KCaNaMg

不能直接化合:AlZnSnPb﹙H﹚CuHgAgPtAu

⑹碱受热分解

不分解:KCaNaMg

在不同温度下可发生分解:AlZnSnPbCuHgAgPtAu

⑺锈蚀作用

容易锈蚀:AlZnSnPbCu

很难:HgAgPtAu

总之,金属活动性顺序在中学化学中有十分广泛的应用,掌握这些应用,对于系统地学习化学知识是很有益处的。



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