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对金属活动顺序表的探讨

1.金属活动顺序表的来源

最先的金属活动顺序表是按照金属单质置换难易程度的顺序排列的,它反映不同金属与其他物质反应的剧烈程度,所以其顺序为K、Na、Ca、Mg、Al……,钠在前,钙在后,因为它是从动力学角度反映金属性质,故称为动力学金属活动性顺序表。

随着人们对电极电势研究的深入,化学反应的可能性和方向性有了定量的标准,以金属在水溶液中形成低价离子的标准电极电势为序排列,更能体现化学反应的本质,于是,就有了热力学的金属活动顺序表,即K、Ca、Na、Mg、Al……,也就是我们现在使用的这个顺序表。

2.对金属与水反应的理解

本质:金属与水电离出的H的反应,应符合“强制弱”原理,即氧化性:H>Mn,反应的第一步生成“碱+氢气”。

那么,为什么铁与水蒸气反应生成的不是碱,而是Fe3O4呢?

可以这么理解:金属活动性越弱,与水的反应就越难,所需条件将会越苛刻,所以从锌开始,就需要水蒸气了,由于反应的温度高,生成的碱就分解了,生成了对应的氧化物,所以从锌到铅,生成的是“金属氧化物+氢气”。

3.金属与盐溶液反应的特例

(1)K→Na:金属先与水反应,生成的碱进行后续的反应。

(2)Mg→Zn:它们与能水解的盐溶液反应时,会消耗溶液中的H而使盐的水解平衡正向移动。例如Mg与AlCl3溶液的反应:

对金属活动顺序表的探讨

(3)后面的金属也可能与前面的某些盐发生非置换反应,如Cu+2Fe3+= Cu2++ 2Fe2+。实际上,Fe3+的氧化性与Ag相当。

(4)改变金属离子浓度,也会使金属反应的顺序发生改变,其原因是金属离子的氧化性与浓度有关。有的电镀就利用了这一点。

4.金属与氧气反应的规律

(1)K→Na:常温下生成简单氧化物,加热时,K→KO2,Na→Na2O2

(2)Mg→Fe:常温下缓慢氧化成膜,高温反应较快,甚至燃烧。其中铝在空气中生成的氧化膜很致密,对铝有保护作用。

(3)Cu→Ag:加热可与氧气反应,生成氧化物。

(4)Pt→Au:与氧气不反应,真金不怕火炼。

5.金属在自然界中的存在

(1)K→Pb:在自然界中只有化合态(铁虽有陨铁,但那是“奥特曼”给的。)

(2)Cu→Ag:在自然界中既存在化合态,又存在游离态。

(3)Pt→Au:在自然界中只有游离态。

6.金属对应的碱的稳定性

(1)K→Na:难分解。

(2)Mg→Zn:高温可分解。

(3)Fe→Cu:用酒精灯稍加热就分解了。

(4)Hg→Ag:在常温下会自动分解。

(5)Pt→Au:没有对应的碱。

(责任编辑:化学自习室)
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