我們知道,金屬活動性順序:K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb ﹙H﹚ Cu Hg Ag Pt Au
在整個中學化學中都有十分重要的用途。為了幫助同學們的學習,今歸納如下。(為簡化起見,本文将金屬活動性順序表簡稱為“表”)
1、判斷金屬還原性的強弱
在“表”中,金屬的位置越靠前,就越容易失去電子變成陽離子,即該金屬的還原性越強。所以,金屬的還原性從左到右是逐漸減弱的。即:
K → Au 還原性逐漸減弱
2、判斷金屬陽離子氧化性的強弱
在“表”中,從左到右金屬單質失電子的能力逐漸減弱,而其陽離子得電子的能力逐漸增強。所以,金屬陽離子的氧化性從左到右逐漸增強。即:
K → Au3 氧化性逐漸增強
3、判斷金屬與酸發生置換反應的難易
在“表”中位于氫前面的金屬可以從稀酸溶液中置換氫,生成鹽和氫氣;且位置越靠前,反應越易發生。如:
Zn H2SO4=ZnSO4 H2↑
Fe 2HCl=FeCl2 H2↑
但必須注意:
(1)通常的實驗中,一般不用鎂以前的活潑金屬,因反應太劇烈,容易造成事故,且金屬價格較貴,不用它們與酸反應。錫、鉛反應速度太慢,也不應用。常用的金屬是鋅和鐵兩種。
(2)酸常指鹽酸、磷酸和稀硫酸,一般不用有強氧化性的濃H2SO4和HNO3,因為它們之間即使發生反應,也不是置換反應,不會放出氫氣。如:
Zn 2H2SO4(濃)=(△)ZnSO4 SO2↑ 2H2O
4Zn 10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2 N2O↑
5H2O
氫後面的金屬也能與酸(硝酸等氧化性酸)起反應,但不生成氫氣。如:
Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 2NO2↑ 2H2O
Cu 2H2SO4(濃)=(△) CuSO4 SO2↑ 2H2O
銅甚至也能跟濃鹽酸起反應,生成絡合物。
所以,金屬與酸能否發生反應以及反應中是否有氫氣生成,除了看金屬的活動性外,還和酸的性質、濃度以及反應時的溫度等因素有關。
4、判斷金屬與鹽溶液能否發生置換反應
在“表”中,位于前面的金屬一般能把後面的金屬從其鹽溶液中置換出來。如:
Fe CuSO4=FeSO4 Cu
Cu Hg(NO3)2=Cu(NO3)2 Hg
但必須注意:
(1)參加反應的鹽必須是可溶性的,不溶性的鹽與金屬不發生置換反應。
(2)鈉和鈉以前的活潑金屬,與鹽溶液反應時得不到金屬。它們與排在其後面的金屬鹽溶液反應,一般先與溶液中的水反應,不會有金屬被置換出來。
如鈉與硫酸銅反應其反應過程為:
①2Na 2H2O=2NaOH H2↑
②2NaOH CuSO4=Na2SO4 Cu(OH)2↓
5、判斷原電池的正、負極
在原電池中,作為負極的是排在“表”前面的金屬,作為正極的是排在“表”後面的金屬。如銅、鋅原電池中,鋅為負極,銅為正極。
6、判斷電解池中陽離子的放電順序
在電解池中,可用“表”來判斷陽離子在陰極的放電順序,其放電能力(得電子能力)按“表”從左到右增強,即越在“表”後的金屬越容易順得電子發生還原反應。陽離子放電順序一般為
K Na Ca2 Mg2 AI3 (H )
Zn2 Fe2 Sn2 Pb2 (H )
Cu2 Hg2 Fe3 Ag 得電子能力增強
這裡H 有兩個位置。在相同離子濃度時,它在Pb2 之後,但在一般鹽溶液中,[H ]不大,這時H 放電順序往往在Zn2 之前。如
2NaCl 2H2O=(電解)2NaOH Cl2↑ H2↑(陰極)
電解Zn2 以後的金屬的鹽溶液時,則主要是金屬離子放電。
如CuCl2=(電解)Cu Cl2↑
7、判斷硝酸鹽受熱分解的産物
硝酸鹽受熱容易分解,其分解産物按“表”概括有如下規律:
K——Na 生成亞硝酸鹽 O2
Mg——Cu 生成金屬氧化物 NO2 O2
Ag——Au生成金屬 NO2 O2
如:
2KNO3=(△)2KNO2 O2↑
2Cu(NO3)2=(△)2CuO 4NO2↑ O2↑
2AgNO3=(△)2Ag NO2↑ O2↑
8、判斷鹽類水解反應是否發生
“表”中K→Na的金屬元素,形成的強酸鹽溶于水不水解,水溶液顯中性;若形成弱酸鹽,溶于水後會發生水解,水溶液顯堿性。
如:NaCl不水解,NaAc H2O=(可逆符号)NaOH HAc(顯堿性Mg→Ag的金屬元素,若形成強酸鹽,溶于水後會發生水解,水溶液顯酸性;若形成弱酸鹽,因其中大部分都不溶于水,故一般不水解,但如果這類鹽可溶于水則會發生水解,水溶液也可能顯酸性,也可能顯堿性。如:硫酸鐵溶于水則Fe3 會水解。
Fe3 3H2O=(可逆符号)Fe(OH)3 3H (顯酸性)。
9、判斷堿的強弱和溶解性
按“表”KOH、NaOH是易溶于水的強堿,Ca(OH)2是微溶于水的中強堿外,Mg(OH)2→AgOH都是難溶于水的弱堿,且其堿性從左到右逐漸減弱。
10、判斷金屬的其它性質
利用金屬活動性順序表還可以判斷金屬的其它一些性質,今歸納如下:
⑴ 在自然界的存在狀态
化合态: K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb
化合态遊離态: Cu Hg Ag
遊離态: Pt Au
⑵ 冶煉方法
電解熔融的氯化物 : K Ca Na
電解氧化物:Mg Al Zn
用還原法. 在加熱鹹高溫下還原金屬氧化物:Sn Pb Cu
加熱或其它方法:Hg Ag
⑶ 與水反應
冷水:K Ca Na
熱水沸水:Mg Al Zn
水蒸氣: Zn Sn Pb
不與水反應:Cu Hg Ag Pt Au
⑷ 與氧氣反應
易被氧化:K Ca Na Mg
常溫下能被氧化:Al Zn Sn Pb
加熱時被氧化:Cu Hg Ag
不被氧化: Pt Au
⑸ 氧化物與水化合
能化合:K Ca Na Mg
不能直接化合:Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑹ 堿受熱分解
不分解:K Ca Na Mg
在不同溫度下可發生分解: Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑺ 鏽蝕作用
容易鏽蝕: Al Zn Sn Pb Cu
很難: Hg Ag Pt Au
總之,金屬活動性順序在中學化學中有十分廣泛的應用,掌握這些應用,對于系統地學習化學知識是很有益處的。
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