金属活泼性比较
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判断金属活动性的方法:一、利用金属能否与氧气反应、反应发生的条件及反应的剧烈程度,可以粗略判断不同金属的活动性强弱。
铝在常温下就能与空气中的氧气反应。
铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在加热条件下能与氧气反应。
而金即使在高温下也不与氧气反应。
由此可以看出,铝、铁、铜、金的活动性由强到弱的顺序为:Al>Fe>Cu>Au。
由于金属与氧气的反应要受温度、氧气浓度、反应条件及生成物的性质等多种因素的影响,利用金属与氧气的反应只能对极少数且常见的金属进行粗略判断。
二、利用金属能否与酸反应及反应的剧烈程度,可以判断金属的活动性强弱。
此方法适用于两种情况,即:1. 金属的活动性越强,其与酸反应的程度越剧烈。
例如,Zn比Fe与酸反应的程度更剧烈,所以Zn的活动性比Fe强。
2. 能与酸发生反应的金属比不与酸发生反应的金属活动性强。
例如,Fe能与酸发生反应,而Cu则不能,所以Fe的活动性比Cu强。
因此,通过金属与酸能否反应、反应的条件及反应发生的剧烈程度,我们可以判断部分金属的活动性强弱。
三、利用一种金属能否把另一种金属从其可溶性化合物溶液中置换出来,可以判断某些金属间的活动性强弱。
对于不与酸发生反应,或都能与酸发生置换反应的两种金属之间活动性的比较,可以选取一种金属与另一种金属的可溶性化合物溶液,看二者能否发生置换反应,由此进行判断。
例如,金属Cu与Hg均不能与稀硫酸发生反应,但把Cu放入Hg(NO3)2溶液中,则Cu表面会析出银白色的Hg,因此可以判断出Cu的活动性比Hg强。
总之,对于常见金属的活动性,判断的方法较多,但由于受化学知识的局限性,同学们应重点利用上述两种方法,即金属与常见的稀硫酸、稀盐酸,一种金属能否将另一种金属从它的可溶性化合物溶液中置换出来,判断常见金属的活动性强弱。
金属与混合溶液的反应(1)将一种金属单质放入几种金属的盐溶液的混合液中时,其中排在金属活动性顺序表巾最靠后的金属最先被置换出来,然后再依次置换出稍靠后的金属。
通过实验,人们归纳和总结出了常见金属的化学活动性顺序。
金属的化学活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,我们可以通过以下一些方法进行判断。
1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
2.位于氢前面的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢。
3.在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
那么,如何设计实验判断金属的活动性顺序呢?要验证不同金属的活动性顺序,通过实验探究金属与氧气的反应,根据金属与氧气反应的难易程度、反应的剧烈程度来判断;通过实验探究金属与稀盐酸、稀硫酸以及金属与金属化合物溶液的置换反应,依据置换反应中“活泼置换不活泼”这种规律来设计实验进行判断。
也就是既可以与酸反应看反应进行的快慢、剧烈程度,也可以与化合物溶液反应,根据相互置换的次序进行判断.为了帮助同学们掌握如何进行金属活动性顺序的判断,现举例说明。
一、大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同。
如: 2Mg+O2=2MgO;4Al+3O2 = 2Al2O3 ;3Fe+2O2Fe3O4;2Cu+ O22CuO,镁、铝、铁、铜等金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度不同,金在高温时也不与氧气反应。
例题1.下表数据是在某温度下,金属镁和镍(Ni)分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验记录:反应时间/h 1 4 9 16 25MgO层厚/nm 0.05a O。
20a 0.45a 0.80a 1.25aNiO层厚/m b 2b 3b 4b 5b注:a和b均为与温度有关的常数,nm表示“纳米”请回答:Mg与Ni比较,哪一种更易氧化? .其理由是。
解析:表中数据告诉我们,对于金属Mg来说,与氧气进行氧化反应时,生成氧化镁的层厚,从反应后1小时的0.05a到4小时后的O。
20a,增加了4倍。
而金属镍与氧气进行反应时,生成氧化镍的层厚,从反应后1小时的b到4小时后的2b,只增加了2倍.并且在不断氧化的过程中,在金属表面生成氧化薄膜的层厚与反应时间一直成比例关系,所以Mg比Ni 更容易氧化。
金属活动性顺序表常见金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au金属活动性顺序表的意义(1)金属的位置越靠前,它的活动性越强(2)位于氢前面的金属能置换出酸中的氢(强氧化酸除外)。
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na 除外)。
(4)很活泼的金属,如K、Ca、Na 与盐溶液反应,先与溶液中的水反应生成碱,碱再与盐溶液反应,没有金属单质生成。
如:2Na+CuSO 4+2H 2O==Cu(OH)2↓+Na 2SO 4+H 2↑(5)不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应,如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁:Fe 2O 3+3H 2金属原子与金属离子得失电子能力的比较2Fe+3H 2O金属活动性顺序表的应用(1)判断某些置换反应能否发生a.判断金属与酸能否反应:条件:①金属必须排在氢前面②酸一般指盐酸或稀硫酸 b.判断金属与盐溶液能否反应:条件:①单质必须排在盐中金属的前面②盐必须可溶于水③金属不包含K、Ca、Na(2)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。
如向CuSO 4,AgNO 3混合液中加铁粉,反应后过滤,判断滤液和滤渣成分。
铁与CuSO 4和AgNO 3溶液反应有先后顺序,如果铁足量,先将AgNO 3中的Ag 完全置换后再置换CuSO 4中的Cu,那么溶液中只有FeSO 4;如果铁的量不足,应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
(3)根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。
如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H 2SO 4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe,则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,(4)利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。
金属活动性越弱,从其矿物中还原出金属单质越容易;金属活动性越强,从其矿物中还原出金属单质越难。
金属活动性顺序表常见金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au金属活动性顺序表的意义(1)金属的位置越靠前,它的活动性越强(2)位于氢前面的金属能置换出酸中的氢(强氧化酸除外)。
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na除外)。
(4)很活泼的金属,如K、Ca、Na与盐溶液反应,先与溶液中的水反应生成碱,碱再与盐溶液反应,没有金属单质生成。
如:2Na+CuSO4+2H2O==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑(5)不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应,如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁:Fe2O3+3H22Fe+3H2O金属原子与金属离子得失电子能力的比较金属活动性顺序表的应用(1)判断某些置换反应能否发生a.判断金属与酸能否反应:条件:①金属必须排在氢前面②酸一般指盐酸或稀硫酸b.判断金属与盐溶液能否反应:条件:①单质必须排在盐中金属的前面②盐必须可溶于水③金属不包含K、Ca、Na(2)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。
如向CuSO4,AgNO3混合液中加铁粉,反应后过滤,判断滤液和滤渣成分。
铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序,如果铁足量,先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu,那么溶液中只有FeSO4;如果铁的量不足,应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
(3)根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。
如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe,则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,(4)利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。
金属活动性越弱,从其矿物中还原出金属单质越容易;金属活动性越强,从其矿物中还原出金属单质越难。
所以越活泼的金属越不易冶炼,难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟。
金属活动性的比较及金属的活动性顺序金属活动性是指金属元素与非金属元素反应的趋势和能力。
金属中的原子倾向于失去电子,并形成带正电荷的离子,这使得金属具有良好的导电性和导热性。
活动性较高的金属往往更容易与非金属发生反应,而活动性较低的金属则相对稳定。
了解金属的活动性顺序对于理解金属反应及其应用具有重要意义。
1. 金属活动性的比较在自然界中共有约80种金属元素,它们的活动性各不相同。
下面将对一些常见金属进行活动性的比较。
1.1 锂(Li)锂是一种非常活泼的金属,在空气中与氧气迅速反应生成氧化锂。
锂在水中也能与水剧烈反应产生氢气。
由于锂的活泼性,它常以化合物的形式存在,如氢氧化锂(LiOH)和硝酸锂(LiNO3)。
1.2 钠(Na)钠是一种常见的活泼金属,在空气中容易氧化,形成氧化钠(Na2O)。
钠与水反应会剧烈放热,并产生氢气。
由于钠的活泼性,它常以盐类的形式存在,如氯化钠(NaCl)和硫酸钠(Na2SO4)。
1.3 钾(K)钾是一种活泼金属,与水反应产生氢气,并放出大量热能。
钾与许多非金属元素也能发生反应,例如与氧气反应生成氧化钾(K2O)。
1.4 镁(Mg)镁是一种活泼的碱土金属,在空气中能够自燃并形成氧化镁(MgO)。
镁与酸反应会放出氢气。
1.5 铝(Al)铝是一种活泼的轻金属,在空气中氧化形成氧化铝(Al2O3)。
铝的活泼性相较于钠和钾较低,但仍能与多种非金属元素反应。
1.6 镓(Ga)镓是一种较活泼的金属,但在空气中不易氧化。
镓的活泼性介于铝和锌之间。
1.7 铁(Fe)铁是一种较活泼的过渡金属,容易与氧气反应形成氧化铁(Fe2O3)。
铁还能与酸反应产生氢气。
1.8 锌(Zn)锌是一种活泼的过渡金属,在空气中能形成氧化锌(ZnO)。
锌与酸反应产生氢气。
1.9 铝(Cu)铜是一种不太活泼的金属,与氧气反应不剧烈。
铜通常以它的氧化物的形式存在。
2. 金属活动性顺序基于金属反应的观察和实验数据,我们可以得出金属的活动性顺序。
一、实验目的1. 了解主族金属的化学性质;2. 掌握主族金属与酸、碱反应的规律;3. 探究主族金属与盐溶液反应的规律;4. 比较主族金属的活泼性。
二、实验原理1. 主族金属是指元素周期表中1A至8A族的金属元素;2. 主族金属具有以下化学性质:(1)与酸反应:产生氢气和金属盐;(2)与碱反应:产生氢气和金属氢氧化物;(3)与盐溶液反应:产生金属和盐;(4)活泼性顺序:从上到下逐渐减弱。
三、实验用品1. 实验器材:试管、试管架、镊子、滴管、酒精灯、石棉网、铁架台、烧杯、量筒、滤纸等;2. 实验药品:钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁、铜、银、铅、氢氧化钠、硫酸、盐酸、硝酸、氯化钠、硫酸钠、硝酸银、硫酸铜等。
四、实验步骤1. 实验一:主族金属与酸反应(1)取适量的钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属,分别放入试管中;(2)向试管中加入适量的硫酸,观察现象;(3)记录实验现象,分析反应方程式。
2. 实验二:主族金属与碱反应(1)取适量的钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属,分别放入试管中;(2)向试管中加入适量的氢氧化钠,观察现象;(3)记录实验现象,分析反应方程式。
3. 实验三:主族金属与盐溶液反应(1)取适量的钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属,分别放入试管中;(2)向试管中加入适量的硫酸铜溶液,观察现象;(3)记录实验现象,分析反应方程式。
4. 实验四:主族金属活泼性比较(1)取适量的钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属,分别放入试管中;(2)向试管中加入适量的硫酸铜溶液,观察现象;(3)记录实验现象,分析活泼性顺序。
五、实验现象与结论1. 实验一:主族金属与酸反应现象:钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属与硫酸反应时,均能产生氢气和金属盐,反应剧烈程度依次减弱。
结论:主族金属与酸反应产生氢气和金属盐,活泼性从上到下逐渐减弱。
2. 实验二:主族金属与碱反应现象:钠、钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属与氢氧化钠反应时,均能产生氢气和金属氢氧化物,反应剧烈程度依次减弱。