金屬活動(dòng)性表的應(yīng)用
金屬活動(dòng)順序顧名思義,就是指金屬的活躍程度而已。至于反應(yīng)的難易程度就屬于應(yīng)用,。在金屬活動(dòng)順序表中,,一般位置越后的金屬,金屬性越弱,,原子的還原性越弱。金屬活動(dòng)順序表常有如下應(yīng)用。 1,、判斷金屬與酸反應(yīng)情況
(1)在氫以前的金屬(K→Pb)能置換出非氧化性酸中的氫生成氫氣,且從左到右由易到難,,K→Na會(huì)爆炸,。
(2)氫以前的金屬與氧化性酸(如濃H2SO4、HNO3)反應(yīng),,但無氫氣生成,,反應(yīng)的難易及產(chǎn)物與金屬活動(dòng)性、酸的濃度,、溫度等因素有關(guān),。
①Fe、Al在冷的濃H2SO4,、濃HNO3中鈍化,,加熱或稀HNO3可充分反應(yīng)。
②Zn與HNO3反應(yīng)時(shí),, HNO3濃度由濃變稀可分別生成NO2,、NO、N2O,、N2,、NH4NO3。
③氫以后的金屬(Cu→Ag)與非氧化性酸不反應(yīng),,但與氧化性酸反應(yīng),,與硝酸反應(yīng)時(shí),濃硝酸一般生成NO2,,稀硝酸生成NO,。
④氫以后的Pt→Au與氧化性酸也不反應(yīng),只能溶于王水,。
2,、判斷金屬與水反應(yīng)情況
(1)K→Na,遇冷水劇烈反應(yīng),且易發(fā)生爆炸,。
(2)Mg,、Al在冷水中反應(yīng)很慢,在沸水中可反應(yīng),。
(3)Zn→Pb在冷水中不反應(yīng),,但在加熱條件下可與水蒸氣反應(yīng)。如:3Fe+4H2O(氣) Fe3O4+4H2
3,、判斷金屬元素在自然界的存在狀況
(1)K→Pb在自然界中只有化合態(tài),。
(2)Cu→Ag在自然界中既有化合態(tài),又有游離態(tài),。
(3)Pt→Au在自然界中只有游離態(tài),。 4、判斷金屬單質(zhì)的冶煉方法
(1)K→Al用電解法,,如:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
特例:Na+KCl NaCl+K(↑)
(2)Zn→Cu用熱還原法,,常見的還原劑為:C、CO,、H2或Al等,。如:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2;2Al+Cr2O3 2Cr+Al2O3(鋁熱反應(yīng),,冶煉難熔金屬)
特例:濕法煉銅:Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu,,
電解精煉銅:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
(3)Hg→Ag用熱分解法,如2HgO 2Hg++O2↑
(4)Pt→Au用物理方法:如用浮洗法進(jìn)行沙里淘金,。
5,、判斷氫氧化物的溶解性、堿性強(qiáng)弱
金屬性越強(qiáng),,其對(duì)應(yīng)氫氧化物的堿性越強(qiáng),。
(1)K→Na對(duì)應(yīng)的氫氧化物為可溶性強(qiáng)堿[Ca(OH)2微溶]。
(2)Mg→Cu對(duì)應(yīng)的氫氧化物為難溶性弱堿[Al(OH)3,、Zn(OH)2為兩性氫氧化物],。
(3)Hg→Au對(duì)應(yīng)的氫氧化物不存在或不穩(wěn)定、易分解,。
6,、判斷氫氧化物的熱穩(wěn)定性
(1)K→Na對(duì)應(yīng)的氫氧化物不易分解。
(2)Mg→Fe對(duì)應(yīng)的氫氧化物加熱可分解,。如2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O,。
(3)Sn→Cu對(duì)應(yīng)的氫氧化物微熱即分解。如Cu(OH)2 CuO+H2O,。
(4)Hg→Ag對(duì)應(yīng)的氫氧化物常溫即易分解,,如2AgOH = Ag2O+H2O,。
(5)Pt→Au一般無對(duì)應(yīng)的氫氧化物。
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2樓大中小 發(fā)表于 2011-3-15 21:27 只看該作者
7,、判斷金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)情況
(1)K→Na在常溫下易被氧氣氧化,加熱時(shí)燃燒,。Na在O2中燃燒生成Na2O2,,K與O2可生成KO2。
(2)Mg→Fe在常溫下可緩慢氧化生成一層致密而堅(jiān)固的氧化物保護(hù)膜,,高溫時(shí)易燃燒,。
(3)Sn→Pb在通常條件下,Pb可生成氧化膜,,而Sn不能,。高溫時(shí)在氧氣中燃燒。
(4)Cu→Ag在高溫時(shí)與氧氣化合,。
(5)Pt→Au與氧氣不反應(yīng),但存在氧化物,,如有PtO2,。
8、判斷金屬原子還原性,、金屬陽離子氧化性強(qiáng)弱
(1)K→Au金屬原子還原性逐漸減弱,。
(2)K+→Ag+金屬離子氧化性逐漸增強(qiáng)。(Fe3+氧化性較強(qiáng))
9,、判斷原電池的電極和電極反應(yīng)式
相對(duì)活潑的金屬為原電池的負(fù)極,,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),被腐蝕,。如Cu-Zn原電池(稀硫酸作電解質(zhì)溶液)電極反應(yīng)式為:
Zn為負(fù)極:Zn―2e― =Zn2+
Cu為正極:2H++2e―=H2↑
10,、判斷電解時(shí)陽離子的放電順序
陽離子放電強(qiáng)弱順序與金屬活動(dòng)順序表相反,即由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篈g+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+,。 11,、判斷金屬離子的水解情況
(1)K→Mg的金屬陽離子不水解。
(2)Al→Ag的金屬陽離子可水解,,且水解程度逐漸增強(qiáng),。如Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。
12,、判斷硝酸鹽熱分解
(1)K→Na活潑金屬的硝酸鹽分解生成亞硝酸鹽和氧氣,。
(2)Mg→Cu等較活潑金屬的硝酸鹽分解生成氧化物、NO2和O2,。
(3)Hg以后不活潑金屬的硝酸鹽分解生成金屬,、NO2和O2,。
13、判斷碳酸鹽的熱穩(wěn)定性,、溶解性
(1)K,、Na的碳酸鹽穩(wěn)定、易溶于水,。
(2)Ca,、MgCu的碳酸鹽微溶或難溶、受熱易分解,。如:MgCO3 MgO+CO2↑,。
14、判斷金屬與鹽溶液反應(yīng)情況
(1)K→Na與鹽溶液反應(yīng)時(shí),,因金屬活潑性太強(qiáng),,金屬先與水反應(yīng)。
(2)Mg→Zn與鹽溶液反應(yīng)時(shí),,其實(shí)質(zhì)是金屬與鹽水解產(chǎn)生的H+反應(yīng),。如Mg與AlCl3溶液反應(yīng)為:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,Mg+ 2H+=Mg2+ + H2↑,。
總反應(yīng)為:3Mg+2Al3++6H2O= 2Al(OH)3↓+3 H2↑。
(3)除K→Mg外,,順序表中前面金屬可將后面金屬從其鹽溶液中置換出來。
15,、判斷金屬硫化物的溶解性
(1)K→Na的金屬硫化物易溶于水,。
(2)Mg→Al的金屬硫化物易水解,,在水中不存在。
(3)Zn→Pb的金屬硫化物均不溶于水,。
16、判斷金屬硫化物的顏色
(1)K→Zn的金屬硫化物為無色或白色,。
(2)Fe以后的金屬硫化物均為黑色,。 |
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3樓大中小 發(fā)表于 2011-3-15 21:27 只看該作者
金屬活動(dòng)性表的應(yīng)用
金屬活動(dòng)順序表是學(xué)好中學(xué)化學(xué)(包括高中化學(xué))的重要工具。它在初中化學(xué)中有著廣泛的用途,,下面從八個(gè)方面對(duì)金屬活動(dòng)順序表在初中化學(xué)中的用途進(jìn)行總結(jié),。
1.用于確定金屬單質(zhì)能否與酸發(fā)生置換反應(yīng)
金屬與酸的置換反應(yīng)是初中化學(xué)的重要反應(yīng),,哪些金屬能與什么樣的酸發(fā)生置換反應(yīng)呢,?利用金屬活動(dòng)順序表很容易解決這個(gè)問題,,即“氫”前金屬與非氧化性酸(即常見酸中濃硫酸硝酸除外)能發(fā)生置換反應(yīng)。
例1:下列各組物質(zhì)間能反應(yīng)且一定能生成氫氣的是
AMg,、稀HNO3B Zn,、硫酸溶液CFe、鹽酸DCu,、濃鹽酸
解析:與酸作用生成氫氣的反應(yīng)滿足兩個(gè)條件:一個(gè)是金屬在金屬活動(dòng)順序表中位于氫的前面,,二是酸不能為濃硫酸或硝酸。由于銅在氫后,,而硝酸為氧化性酸,A中一定無氫氣生成而D組物質(zhì)間不反應(yīng),;B中酸的濃稀及鋅的用量均沒有明確,,故當(dāng)鋅少量而酸為濃硫酸時(shí),就不會(huì)產(chǎn)生氫氣,,C組鐵位于氫前且酸為鹽酸,,故C中有氫氣生成。故答案為C,。
2.用于分析金屬與鹽的置換反應(yīng)
金屬能否與鹽發(fā)生置換反應(yīng)判斷的依據(jù)是金屬活動(dòng)順序表,,具體說來是:位于金屬活動(dòng)順序表前面的金屬能將后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來,但極活潑的金屬(鋁以前的)例外,。由此可知該類反應(yīng)的發(fā)生必須滿足一定的條件:(1)反應(yīng)物中的金屬必須是在金屬活動(dòng)順序表中位于鹽中金屬的前面,。(2)金屬不包括K、Ca,、Na,、Mg。(3)鹽應(yīng)是可溶或微溶于水的,。用一般式可直觀表示如下:前面的金屬M(fèi)1+鹽(溶)→新鹽+新金屬M(fèi)2(M1不包括K,、Ca、Na,、Ba,、Mg;M1在M2前)
例2:下列有關(guān)置換反應(yīng)方程式正確的是
A.2AgCl+Cu=CuCl2+2Ag B.Cu+ZnCl2=CuCl2+ZnCl2 C.K+AgNO3=Ag+KNO3 D.Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2
解析:因?yàn)锳gCl難溶于水,,故銅與AgCl不反應(yīng),,銅位于鋅后面,故B錯(cuò)誤,。鉀與AgNO3溶液的反應(yīng)本質(zhì)上是與水反應(yīng),,C錯(cuò)誤,對(duì)于D,,因鋅在鐵前且FeCl2可溶于水,,符合發(fā)生置換反應(yīng)的條件,,故答案為D。
3.用于比較與酸(水)反應(yīng)的劇烈程度
研究表明金屬在與相同濃度的同一種酸(水)反應(yīng)時(shí),,越活潑的金屬反應(yīng)越劇烈,,故表面積大體相等的不同金屬與相同濃度的同一種酸反應(yīng)時(shí),位置越靠前的金屬反應(yīng)越劇烈,。此外上述方法還可以推廣至:在相同條件下,,不同的金屬與同一物質(zhì)反應(yīng)時(shí),位置越靠前的金屬反應(yīng)越劇烈,。
例3:實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí),,通常用鋅與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)而不使用鎂或鐵與相應(yīng)的酸反應(yīng)來制取,對(duì)此最合理的解釋是
A.制取等量的氣體時(shí),,消耗的鎂或鐵比鋅多 B.鎂與鐵或可能含有較多的雜質(zhì) C.與酸反應(yīng)時(shí),,鎂太劇烈而鐵過于緩慢 D.鎂、鐵與酸難反應(yīng)
解析:鋅,、鎂,、鐵均為氫前金屬,均與酸發(fā)生置換反應(yīng),,D錯(cuò)誤,;是否含有雜質(zhì)及雜質(zhì)含量的高低不影響它們與酸的反應(yīng),故B錯(cuò)誤,;由三種金屬與酸反應(yīng)的方程式不難求得生成等量的氫氣時(shí),,消耗的鋅最多,故A也不對(duì),;所以答案為C,,因?yàn)楦鶕?jù)金屬活動(dòng)順序表知:鎂在鋅前而鐵在鋅后,故在相同條件下,,鎂反應(yīng)比鋅劇烈而鐵較慢,。 |
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4樓大中小 發(fā)表于 2011-3-15 21:27 只看該作者
金屬活動(dòng)性表的應(yīng)用
4.用于分析金屬與水的反應(yīng)
金屬單質(zhì)與水的反應(yīng)有兩種情況:鎂及鎂以前常溫下或加熱條件下反應(yīng)生成堿與氫氣;鎂后氫前金屬單質(zhì)在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和金屬氧化物(因?qū)?yīng)堿的熱穩(wěn)定性較差),。
當(dāng)鉀,、鈣、鈉,、鋇等金屬與酸反應(yīng)時(shí),,要考慮到過量的金屬在酸消耗完后會(huì)繼續(xù)與酸中的水反應(yīng)。
例4:常溫下將足量的鈉,、鐵,、鋁分別投入到溶液質(zhì)量及溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均相同的鹽酸溶液中,產(chǎn)生的氫氣體積在相同條件下
A.鈉可能最多 B.鐵可能最多 C.鋁一定最多 D.一樣多
解析:由于金屬是足量的,,故鹽酸反應(yīng)完,,酸中的氫元素全部轉(zhuǎn)化為氫氣,,生成的氫氣一樣多,答案似乎為D,。且慢,,由于金屬是足量的,故鹽酸反應(yīng)完時(shí),,金屬可能有剩余,,而剩余的鈉能與鹽酸中的水反應(yīng)繼續(xù)生成氫氣而另外兩種金屬不能,故鈉置換生成的氫氣可能最多,。故答案為A,。
5.用于分析金屬與鹽溶液反應(yīng)中的特殊問題
在前面的問題3中,強(qiáng)調(diào)了金屬不包括K,、Ca,、Na等金屬,那么這幾種金屬與鹽溶液相遇后情況是怎么樣的呢,?讓我們先看一個(gè)實(shí)驗(yàn):將一小粒鈉投入到CuSO4溶液中,我們可以觀察到的現(xiàn)象有:劇烈反應(yīng),,有氣泡產(chǎn)生和藍(lán)色沉淀生成,。但不能看到紅色的單質(zhì)銅出現(xiàn)。這是怎么回事呢,?原來鈉投入到CuSO4中首先發(fā)生:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑這一反應(yīng),,生成的堿再發(fā)生:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。上述反應(yīng)規(guī)律可概括為:K,、Ca,、Na等金屬能與所有鹽溶液、堿的溶液發(fā)生反應(yīng),,但反應(yīng)的本質(zhì)均是先與水反應(yīng)生成氫氣和堿,,然后可能發(fā)生的反應(yīng)是生成的堿與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)(若滿足復(fù)分解反應(yīng)的條件的話)。但與酸溶液的反應(yīng)則是先與酸反應(yīng),,只有當(dāng)酸反應(yīng)完后再與溶液中的水反應(yīng),。
6.可用于比較金屬的活潑性
不同的金屬其活潑性是有差異的,利用金屬活動(dòng)順序表可很方便地判斷或比較不同的金屬活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱,,具體說來是:金屬活動(dòng)順序表中,,從左到右,單質(zhì)的活潑性(還原性)依次減弱,。比較的方法是先找出被比較的金屬在順序表中的相對(duì)位置就可以確定其活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱,。
例5:A、B,、C三種金屬,,將B,、C分別放入稀硫酸中,B溶解而C不溶,;將C放入A的鹽溶液中,,C的表面有A析出,則這三種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?BR> A.A>B>C B.B>C>A C.B>A>C D.C>B>A
解析:因B能溶解在硫酸中而C不能,,說明在順序表中B排在氫前而C排在氯后,,C能從溶液中置換出A,說明C在A的前面,,即在表中三種金屬的相對(duì)位置為B,、C、A,,故答案為B,。
7.用于指導(dǎo)對(duì)金屬氧化物、堿部分性質(zhì)的學(xué)習(xí)
金屬氧化物中有的能溶于水,,且能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿,,有的則不能;堿是一種重要的試劑,,能與許多物質(zhì)反應(yīng),,但難溶性堿與可溶性堿的性質(zhì)有很大的不同,如一般情況下難溶性堿不與鹽反應(yīng),,難使酸堿指示劑變色而可溶性堿則可以,;有的堿受熱很容易分解而有的很難分解等。怎么掌握這部分知識(shí)呢,?金屬活動(dòng)順序表是個(gè)很好的助手,,具體說來是在“表中位于鋁以前的金屬”的氧化物可溶于水并與水發(fā)生化合反應(yīng)生成相應(yīng)的堿,鋁及鋁以后的金屬氧化物均不溶于水,,更不與水反應(yīng),;鎂前面的金屬(鉀、鈣,、鈉,、鋇)對(duì)應(yīng)的堿可溶于水,受熱后不容易分解,,而鎂,、銅之間的金屬形成的堿不溶于水且受熱后很容易分解為金屬氧化物和水。順便指出的是,,銅以后的金屬不能形成穩(wěn)定的堿,。
8.用于指導(dǎo)物質(zhì)的提純
當(dāng)雜質(zhì)為金屬單質(zhì)或金屬陽離子時(shí),利用金屬活動(dòng)順序表很容易設(shè)計(jì)出物質(zhì)的提純方案:當(dāng)雜質(zhì)為單質(zhì)時(shí),可用酸或鹽作除雜試劑,;當(dāng)雜質(zhì)為金屬陽離子時(shí),,可用金屬單質(zhì)作除雜試劑。
例6:除去銀粉中的少量鐵粉,,可用的試劑為______或______,;除去FeSO4溶液中的少量CuSO4時(shí),可用的試劑為______,。
解析:由于雜質(zhì)鐵位于銀的前面且在氫的前面,,故可用酸來溶解鐵將它除掉,也可用銀鹽與鐵發(fā)生置換反應(yīng)而將它除去,;后者的雜質(zhì)實(shí)質(zhì)上的Cu2+這種陽離子且銅在表中位于鐵的后面,,故可用單質(zhì)鐵與它反應(yīng)而將其除去。答案分別為硝酸銀溶液或稀鹽酸(稀硫酸),;鐵粉,。 |
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