我们知道,金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb ﹙H﹚ Cu Hg Ag Pt Au
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 AI3 (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: K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb
化合态游离态: Cu Hg Ag
游离态: Pt Au
⑵ 冶炼方法
电解熔融的氯化物 : K Ca Na
电解氧化物:Mg Al Zn
用还原法. 在加热咸高温下还原金属氧化物:Sn Pb Cu
加热或其它方法:Hg Ag
⑶ 与水反应
冷水:K Ca Na
热水沸水:Mg Al Zn
水蒸气: Zn Sn Pb
不与水反应:Cu Hg Ag Pt Au
⑷ 与氧气反应
易被氧化:K Ca Na Mg
常温下能被氧化:Al Zn Sn Pb
加热时被氧化:Cu Hg Ag
不被氧化: Pt Au
⑸ 氧化物与水化合
能化合:K Ca Na Mg
不能直接化合:Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑹ 碱受热分解
不分解:K Ca Na Mg
在不同温度下可发生分解: Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑺ 锈蚀作用
容易锈蚀: Al Zn Sn Pb Cu
很难: Hg Ag Pt Au
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。