金属活动性顺序及其应用
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金属活动性顺序规律及其应用
金属活动性顺序是指反应物中金属配位越活泼的物质配位越容易,配位排序越靠后的物质,所作的反应的活性越强的规律,是金属化学的基本原理之一,主要按金属原子的电荷强度来确定,按电荷强度排序,金属活动性由高到低依次为:钾钠银铜铱锌铂钯铑锡镍银钒铝银锶锇钴钼钨贵金属等。
金属活动性规律是化学过程中重要的参考标准。根据金属活动性规律,可以预测金属与氧化物、不同的蒸气或水的反应,以及金属与不同的反应物的反应。这一规律也可以用来研究金属的氧化物金属的可能性和分解的特点。
金属活动性规律主要应用于矿藏选择和金属冶炼技术,以此判断矿石中各种元素结构的可能性,以及每种金属在不同反应条件下的分解性能,为选择最佳冶炼工艺提供依据。同时,它也被应用在当今社会的其他多个领域,如实验室分析、精细化工和技术化冶金等,它能够显著改善有关领域的科技水平。
总之,金属活动性规律是金属化学中的一项基础原理,它的应用令金属冶炼和多个科技领域都深受科学研究的支持,不仅帮助人们认清金属化学基本原理,也促进了金属化学的研究和发展。
金属活动性顺序表的应用
1、判断金属与酸反应情况
①在氢以前的金属(K→Pb)能置换出非氧化性酸中的氢生成氢气,且从左到右由易到难。
②氢以前的金属与氧化性酸(如浓H2SO4、HNO3)反应, 无氢气生成,反应的难易及产物与金属活动性、酸的浓度、温度等因素有关;氢以后的金属(Cu→Ag)与非氧化性酸不反应,但与氧化性酸反应,氢以后的 Pt→Au与氧化性酸也不反应,只能溶于王水。
注意:
a、大多数金属在加热的条件下均能跟浓硫酸反应,除个别金属(如Al、Fe、Au、Pt)外几乎所有的金属在常温下就能跟硝酸反应。
b、金属与非氧化性酸反应时,参加反应的酸全部起氧化作用;金属与氧化性酸反应时,参加反应的酸部分起氧化作用,部分起酸的作用。
c、金属与浓硫酸反应,浓硫酸的还原产物一般为SO2,不活泼金属(如铜、银等)与稀硝酸反应, 稀硝酸的还原产物—般为NO,与浓硝酸反应,浓硝酸的还原产物一般为NO2。
d、活泼金属(如镁、锌等)与HNO3反应时,硝酸浓度不同,生成的还原产物也不同,硝酸的浓度越低,硝酸中 氮元素被还原的价态越低,HNO3浓度由浓变稀可分别生成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3。
e、Fe、Al在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化,加热或 稀HNO3可充分反应。
f、变价金属(如Fe)与非氧性酸反应,生成低价金属的盐;变价金属(如Fe)与氧化性酸反应,可生成高价金属的盐(金属过量时,生成低价金属的 盐)。
2、判断金属与水反应情况
①K→Na,遇冷水剧烈反应,且易发生爆炸。
②Mg、Al在冷水中反应很慢,在沸水中可反应。
③Zn→Pb在冷水中不反应,但在加热条件下可与水蒸气反应。如:3Fe+4H2O(气)=
Fe3O4+4H2 3、判断金属元素在自然界的存在状况①K→Pb在自然界中只有化合态。
②Cu→Ag在自然界中既有化合态,又有游离态。
③Pt→Au在自然界中只有游离态。
金属活动性顺序的规律及应用
一、金属活动性顺序的规律
1.在金属活动性顺序表里,位于氢前的金属才能置换出酸中氢(酸主要指稀盐酸、稀硫酸),硝酸、浓硫酸氧化性太强与金属反应生成水而不生成氢气。
2.在金属活动性顺序表里,位于前面的金属能把位于后面的金属从他们化合物的溶液里置换出来。(金属与盐反应口诀:前换后,盐可溶,铁二价,金属不用KCaNa。)
注①很活泼的金属(如K、Ca、Na)与盐溶液反应时,金属先与溶液中的水反应生成碱,碱再与盐溶液反应,一般不会生成金属。例:钠投入硫酸铜溶液中发生的化学反应为: ;②若盐溶液中含有许多溶质,而某金属又能同时置换此盐溶液中的多种金属时,按金属的活动性由弱到强依次置换。(即:远亲近疏)例:当把铁投入到含有溶质AgNO3和Cu(NO3)2的溶液中时,由于银的金属活动性比铜弱,因此铁先置换银,把银置换完后再置换铜。
二、金属活动性顺序的应用
1.判断金属是否能与酸溶液或盐溶液发生反应
例:判断下列物质之间能否发生反应,不能发生反应的说明原因,能发生反应的写出有关化学方程式。
(1)铁和稀硫酸_________________________
(2)铜和稀盐酸_________________________
(3)铜和氯化银_________________________ (4)铜和硝酸银溶液_____________________
解析:(1)、(2)考查的是金属能否与酸溶液反应,只须看在金属活动性顺序里,金属是否位于氢前。铁位于氢前能与稀硫酸反应,铜位于氢后不能与稀盐酸反应;(3)、(4)考查的是金属能否与盐溶液反应,只须看置换金属是否位于被置换金属之前,盐溶液是否可溶。(3)不能反应,(4)能反应。
答案:(1);(2)由于在金属活动性顺序表中,铜位于氢的后面,因此,铜不能与稀硫酸反应。(3)由于在金属活动性顺序表中,铜位于银的前面,但因氯化银不溶,因此铜不能和氯化银反应。(4)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
金属活动性顺序规律及其应用
1. 理解一个内涵
金属活动性顺序的内容:
由金属活动性顺序的内容可知:活动性最强的金属是K,活动性最弱的金属是Au,能跟酸发生置换反应的金属的化学活动性比氢(H)强,能把另一金属从其可溶性盐溶液中置换出来的金属的活动性比盐中金属的活动性强。
思考:加热用H2还原CuO,H2能将CuO中的铜置换出来据此能否说明H比Cu的活动性强?
2. 熟记两个条件
金属与酸发生置换反应产生氢气应具备的条件是:(1)金属的位置: ;(2)酸要用无氧化性的酸:如盐酸、稀硫酸等;不能用浓硫酸、硝酸等具有氧化性的酸。(3)铁与酸发生置换反应生成氢气时,生成的是+2价的亚铁盐。
例1.等质量的三种金属甲、乙、丙分别与足量的稀硫酸反应时都生成了+2价的硫酸盐,其产生的H2的质量m与反应时间t的关系如右图所示。三种金属活动性为______>_______>_______。三种金属的相对原子质量大小为
金属与盐溶液发生置换反应的条件是:(1)金属的位置:
(2)特殊性:由于钾、钙、钠的化学性质非常活泼,在盐溶液中它们会首先与水反应生成相应的碱和氢气,因而不会置换出盐中的金属;(3)盐必须溶于水;(4)铁与盐溶液反应时生成+2价的亚铁盐,金属与铁盐反应时要用+2价的亚铁盐。
3. 把握三个规律
金属与盐溶液的反应规律:不同金属与盐溶液反应时,活动性强的金属先与盐反应;同一金属与不同的盐溶液反应时,该金属先与活动性较弱的金属所组成的盐反应。
用实验方法验证金属的活动性顺序的解题规律是:(1)首先将金属按其活动性由强到弱的顺序进行排列;(2)试剂的选择:①选取中间的金属,两端的金属用其可溶性盐的溶液。②选取两端的金属,中间的金属用其可溶性盐的溶液;(3)选取铁盐时应用可溶性的+2价的亚铁盐。