金属活动性顺序竞赛

2024-10-03

金属活动性顺序竞赛(共5篇)

金属活动性顺序竞赛 篇1

金属活动性顺序知识小结及记忆口诀

1.熟记一个规律:

金属活动性强弱的顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au

{谐音记忆:嫁给那美女,心铁(了)喜欠情,(欠了多少?)统共一百斤} 分析:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属原子在水溶液中就越容易

失去电子变成离子,它的活动性就越强;越靠后的金属活动性越弱

2.掌握两种应用:(“前置后”)

(1)判断金属与酸反应。排在氢前面的金属能置换出酸中的氢生成氢气,而排

在氢后面的金属则不能置换出酸中的氢。例如:实验室制氢气

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

(2)判断金属与某些化合物(盐)的反应。排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的化合物(盐)溶液中置换出来。例如:曾青得铁 Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu3、注意三个要点:

(1)适用范围

金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应,超出此范围则不一定适用。

(2)判断金属跟酸反应时的要点

①酸:这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸,不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸。

②金属:铁与酸(如稀硫酸、稀盐酸)反应,生成+2价的亚铁盐。

(3)判断金属跟盐反应时的要点

①盐:盐必须是可溶的,因为金属与盐的反应必须在溶液中进行。

②金属:铁与盐或酸的反应,生成+2价的亚铁盐。K Ca Na太活泼易与水

反应,不与酸、盐发生置换反应;

4、记忆口诀:(知识小结,朗朗上口,便于记忆)

钾钙钠镁铝,锌铁锡铅(氢),铜汞银铂金。

和酸来反应,氢后难进行,稀酸常用盐酸和硫酸;

和盐液反应,前金换后金,盐需溶于水;

特殊情况要记牢,单质铁变亚铁盐,钾钙钠,不可行。

金属活动性顺序竞赛 篇2

一、表的记忆

金属活动性顺序表排列了常见14种金属的活动性顺序, 并在其中插入了作为判断金属能否与酸反应标准的非金属———氢, 若把此表中的每5种金属 (包括非金属氢) 分为一句, 则恰好分为三句, 即:钾钙钠镁铝, 锌铁锡铅氢, 铜汞银铂金。按此三句进行记忆既容易又不至于记颠倒了顺序。

二、表的理解

首先要理解金属活动性顺序表的含义。金属活动性顺序表是常见金属在水溶液中发生反应难易程度的顺序。金属元素的原子在化学反应中容易失去最外层电子而形成阳离子, 不同的金属失去电子的能力不同, 通常情况下越容易失电子的金属, 其金属活动性越强, 即在溶液中越容易发生化学反应。

其次要将金属活动性顺序表具体应用在习题中。具体应用时要注意下列四点:

(1) 在金属活动性顺序里, 金属的位置越靠前, 在水溶液里就越容易失去电子变成离子, 它的活动性越强。根据金属在活动性顺序表中的位置, 可判断它的化学活动性。

(2) 在金属活动性顺序里, 排在氢前面的金属能置换出酸里的氢, 排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢。在金属活动性顺序表中金属位置越靠前, 则反应越剧烈。

(3) 在金属活动性顺序里, 排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。

(4) 单质铁在与酸、盐的溶液发生置换反应时总是生成+2价的亚铁。

学好用活金属活动性顺序表 篇3

在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,在水溶液中就越容易失去电子变成离子,它的活动性就越强。在上列金属中,钾的活动性最强,钙次之,金的活动性最弱。该顺序是初中化学的重点。常用它来判断金属与酸或金属与盐溶液的置换反应能否发生,那么,在应用这一顺序时应注意些什么呢?

一、金属与酸溶液的置换反应

1、在金属活动性顺序里,只有排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢。如:锌比氢活泼,所以锌能置换出稀硫酸或盐酸中的氢而产生氢气;而铜没有氢活泼,所以铜不能与稀硫酸或盐酸反应。

2、铁与酸溶液发生置换反应时,生成的是亚铁盐,而不是铁盐。如:铁与稀硫酸的反应是:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,而不是2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑。

3、“酸”一般是指非氧化性的盐酸、稀硫酸等。而像硝酸、浓硫酸这些具有强氧化性的酸与金属反应的情况比较复杂,它们与活泼金属反应不生成氢气,而生成水,不属于置换反应。且“酸”必须是溶液,否则,不能电离出H+,也就不能发生置换反应。

4、生成的盐必须可溶。若难溶,产生的沉淀则会覆盖在金属单质的表面,使反应不能持续进行。如:Pb与稀硫酸就不能持续反应,Pb+H2SO4(稀)=PbSO4↓+H2↑,因为PbSO4不溶于水,覆盖在铅的表面,使铅与稀硫酸脱离接触,反应就不能持续进行。

二、金属与盐溶液的置换反应

1、在金属活动性顺序里,只有排在前面的金属,才能把排在后面的金属从它的盐溶液里置换出来。例如:铁可以从CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2等铜盐溶液中置换出金属铜,而铜就不能从FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2、FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等亚铁盐、铁盐溶液中置换出金属铁。

2、K、Ca、Na2等活泼金属不能与盐溶液发生置换反应。因为,这些活泼金属遇到盐溶液时,先与溶液中的水反应生成碱和氢气,然后碱再与盐发生复分解反应。如:金属钠放到硫酸铜溶液中,先发生的反应是:2Na2+2H2O=2Na2OH+H2↑,后发生的反应是:2Na2OH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4, 总反应是:2Na2+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑而不是2Na2+CuSO4=Na2SO4+Cu了。

3、金属铁与盐溶液发生置换反应时,均生成亚铁盐,而不是生成铁盐。如铁与硫酸铜溶液反应的方程式是:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,而不是2Fe+3CuSO4=Fe2(SO4)3+3Cu。

4、反应物的盐必须可溶,是溶液,置换反应才能发生。像AgCl、CuCO3等不溶性盐不能与金属发生置换反应。

5、生成的盐也必须可溶,反应才能持续进行。如:Pb与硫酸铜溶液就不能持续反应,Pb+CuSO4=PbSO4↓+Cu,因为PbSO4不溶于水,覆盖在铅的表面,使铅与硫酸铜脱离接触,反应就自行停止。

三、金属与混合盐溶液置换反应先后顺序的判断

金属与混合物的盐溶液反应时,金属单质与盐溶液中的金属,活动性差越大的先反应,即两种金属在活动性顺序里相距越远,置换反应越容易进行。最不活泼的金属最先析出,最活泼的金属则以阳离子的形式存在于溶液中。

例向AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤,往滤液中加入足量的稀盐酸,有白色沉淀产生。则析出的固体成分是()

A、 Fe CuB、 CuC、 AgD、 AgCu

解析在溶液中,铁与硝酸银、硝酸铜都反应,但何者先何者后呢?现分以下两种情况讨论:

(1)假设铁与硝酸铜溶液先反应,则有:Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,生成的铜又会与硝酸银溶液反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,两式相加即为总反应Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag, 即实质是铁与硝酸银溶液反应。

(2)假设铁与硝酸银溶液先反应,生成的银不会继续与硝酸铜溶液反应。

综合(1)(2)可知:铁与硝酸银溶液先反应,硝酸银完全反应后铁粉才与硝酸铜溶液反应。则:析出的固体中首先有Ag,其次有Cu,当铁粉过量时,固体中还有Fe。由于充分反应后,过滤,往滤液中加入足量的稀盐酸,有白色沉淀产生,所以滤液中肯定有Ag+,析出的固体中就只能是Ag。

(责任编辑 陈方炜)

金属的活动性顺序及应用 篇4

金属的活动性顺序及应用

目的:1 、金属与酸、盐反应的条件; 2 、了解金属的活动性是金属在酸等水溶液中的得失电子的能力; 3 、金属的活动性的判断及应用。 重、难点: 金属的活动性的判断及应用                     课时:1课时教学过程  :                              一、复习:金属的活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au1、在金属的活动性顺序中,金属的位置越靠前,在水溶液中越易失去电子变成离子,它的活动性就越强。上述金属中K 的活动性最强,Ca 次之,金的活动性最弱。 2 、上述结论,可用实验验证如下:(请同学们认真观察实验) 演示实验(1) :金属与酸反应金属Mg、Zn、Fe、Cu与稀盐酸(或稀硫酸)的反应并观察现象。实验现象:1、Mg、Zn与稀盐酸或稀硫酸反应的现象:金属表面不断有气泡产生,并且金属逐渐溶解,溶液呈无色。2、化学方程式:Mg+2HCl=MgCl2 +H2Mg+H2SO4 =MgSO4 +H2Zn +2HCl =Zn Cl2 +H2Zn + H2SO4 =Zn SO4 +H23、Fe与稀盐酸或稀硫酸反应的现象:金属表面不断有气泡产生,并且金属逐渐溶解,溶液呈浅绿色。4、化学方程式:Fe+ 2HCl =Fe Cl2 +H2Fe+H2SO4 =Fe SO4 +H2实验总结 :①、Mg、Zn、Fe三种金属能置换酸中的氢,但反应的`剧烈程度不同, Mg与酸反应最剧烈, Zn次之, Fe反应最平缓, Cu不能置换酸中的氢。可见:金属在溶液中的活动性不同。②、活泼金属能置换酸中的氢,即在金属的活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换酸中的氢。指明金属与酸的范围

金属活动性顺序表的诞生与发展 篇5

由表1可以看出中国和美国教材金属活动顺序表中金属活动性:Ca>Na,而英国和新加坡教材中则是:Na>Ca,是什么原因导致教材出现这两种不同的排列呢?这就要从金属活动顺序表中的产生和发展历史中去追寻原因。

一、金属活动顺序表的历史[1]

1812年瑞典化学家贝齐里乌斯根据实验现象最先提出了金属活动顺序。后来,俄国化学家贝开托夫在进行大量实验和系统研究之后,于1865年发表了《对某一元素为另一元素所置换的研究》的论文,使金属置换顺序更加明确和完善。

贝开托夫金属置换顺序

表中多数金属的排列顺序是以贝开托夫的直接置换的实验事实为依据。活泼金属K、Ca、Na在盐溶液中总是先和水电离的H+发生反应,不能直接判断置换顺序,则根据它们与水或酸反应的剧烈程度,顺序排列为K、Na、Ca。这个顺序长期沿用下来,在十九世纪七十年代首先提出了金属活动顺序表,排列顺序如下:

K Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

这样的金属活动顺序表主要是按单质实际置换难易程度的顺序排列而成,反映不同金属与其他物质作用时反应的剧烈程度,因而它是从动力学的角度来反映金属的性质的,称为动力学金属活动顺序表。

随着对电极电势研究的深入,化学家们发现电极电势是衡量金属在溶液中还原能力的定量尺度,按金属在水溶液中形成最低价离子的标准电极电势EoMn+/M代数值由小到大的次序排列形成的金属活动顺序表,称为热力学金属活动顺序表,排列顺序如下:

比较发现,两种金属活动顺序表基本一致,只是Na和Ca的顺序相反。中国大陆现行的中学化学教材和美国中学科学教程的金属活动顺序表采用热力学金属活动顺序表,而英国和新加坡的教材则是沿用动力学金属活动顺序表。

二、动力学金属活动顺序表

动力学金属活动顺序表是以定性的实验结果确定某一金属活动性或是置换性强弱,直观反映实现反应的速度快慢。例如,钙与水的反应不如钠和水的反应剧烈。因此,动力学金属活动顺序表中钙排在钠后面。这可能是由于钠是低熔点金属(熔点为97.9℃),在反应过程中放出的热量足以使其熔化,从而使反应速度加快。相反,钙的熔点(845℃)高得多,而且由于生成的Ca (OH) 2的溶解度小,沉积在金属钙的表面上,使反应速度减慢[2]。

三、热力学金属活动顺序表

金属活动性反映金属在水溶液(非固相、或气相条件下)里形成简单水合离子的倾向的大小,它以金属的标准电极电势EoMn+/M为依据。电极电势是固态金属原子在水溶液中失去电子成为水合金属离子时所需要的能量,这个能量包括电离能、升华能和水合能。

1. 热力学金属活动顺序表的优越性

热力学金属活动顺序表是标准电极电势精确定量数据的反映,严密而精确,而且其意义可通过热力学量进一步获得解释,还可找出金属活动性差异的主要原因。

Na与水的反应比Ca与水的反应剧烈,因此,传统的动力学金属活动顺序表得出Na金属活动性大于Ca的结论。但是,这仅仅基于实验的定性判断,并不能给出定量解释。热力学金属活动顺序表得出Ca金属活动性大于Na的这一迥然相反的结论,能通过标准电极电势精确数值的比较来定量说明原因。

标准电极电势是在标准状况下(25℃,1×105Pa,溶液中的阳离子浓度为1M)测得的,EoMn+/M值的大小表明金属在水溶液中形成稳定阳离子的趋势的大小[3]。EoMn+/M越小,在溶液中越易失去电子而形成稳定离子。

由表1可知,Ca的标准电极电势为EoCa2+/Ca=-2.866V, Na为EoNa+/Na=-2.714V。因此,在水溶液中,Ca形成离子的趋势大于Na,在热力学金属活动顺序表中Ca要排在Na的前面[4]。EoCa2+/Ca值比EoNa+/Na值小的主要原因是Ca2+的水和能远大于Na+,Ca2+的水和趋势比Na+要大得多。

热力学金属活动顺序表是反映了对应金属标准电极电势数据的大小顺序,可以对金属的氧化趋势做定量的描述和比较,从而对某一氧化还原反应进行的可能性和方向作出判断。

2. 热力学金属活动顺序表的局限性

热力学金属活动顺序表的依据是标准电极电势EoMn+/M,由于标准电极电势要受特定条件的严格限制,金属活动顺序表的这种排列也受到相关条件的限制。

(1) Eo的数值表示的是标准状态下的数值:

即25℃和[Mn+]=1 mol·L-1条件下的特定数值。因此,热力学金属活动顺序只代表标准状态下的金属活动顺序。在非标准状态下,金属活动顺序将随之发生变化。

例如:在标准状态下,Cu不能与稀盐酸发生置换反应,但Cu与浓盐酸在加热时可发生反应[5]:

因为在标态下:EMo+/M2=0.00<EoCu2+/Cu,活动性是:H>Cu;但在加热和浓盐酸条件下,即t>25℃,[H+]>1 mol·L-1, 由于氢气的逸出(PH2<101325 Pa)和配离子[CuCl4]3-的形成,根据能斯特方程[6]:

这时对于Cu的电极反应变成了Cu+4Cl-→[CuCl4]3-+e-;

此时,

因为溶液中大部分的Cu+与Cl-结合生成络合离子,溶液中Cu+的浓度很低,所以EoCu+/Cu大为减小。ECu2+/Cu减小到一定的程度,当EoCu+/Cu<0时,Cu和浓盐酸的反应便可以进行了。

(2) Eo代表纯金属M (s)电极过程中的标准电极电势:

热力学金属活动顺序表只代表纯态金属的活泼性顺序。对一些暴露在空气中易形成钝化膜的金属,它表现出来的实际活泼性将大大降低。例如,在热力学金属活动顺序表中,金属的活泼性Cr>Fe,但由于Cr表面在空气中易形成钝化膜,故金属的实际活泼性是Cr<Fe。

(3)采用的EoMn+/M是水溶液中的标准电极电势:

热力学金属活动顺序只表示金属在水溶液中活泼性的相对强弱,当介质改变时金属的活泼性也会发生变化。

四、总结

对于化学实验每一个反应的结果同时与热力学因素和动力学因素有关,即不仅取决于反应趋势或可能性,还和实现反应的速度快慢有关。

热力学金属活动顺序表是通过精确的标准电极电势数据加以排序得到的,而标准电极电位只从热力学的角度,讨论反应进行的可能性,并不涉及实现反应的速度问题;因此,依据热力学金属活动顺序表的排列顺序只能判断反应的趋势。至于电离能的大小,电负性的强弱,反应的快慢等则均与热力学金属活动顺序表研究的对象无关。同时,利用热力学金属活动顺序表时,还应注意具体的条件是否满足水溶液的纯金属标准状态,否则不能简单套用表中的顺序进行相关反应趋势的判断。

传统的动力学金属活动顺序表从定性的实验结果加以确定,虽然没有严格的定量尺度,但是按单质实际置换难易程度的顺序排列而成,仍有其应用的价值。除个别元素外,动力学金属活动性的排列顺序与热力学活动性顺序大体一致。

金属活动性顺序表的应用是中学化学的一个重要内容,贯穿中学化学的教学过程;因此,中学化学教师了解金属活动顺序表的形成和发展过程及其深层的量化原理是十分必要的。本文梳理总结了金属活动性顺序表的出现和发展过程,并融入现代化学的观点,以期为化学教师教学过程提供必要的参考。

参考文献

[1]张德钧, 金志杰, 恽祥媛, 唐文荣编.打开你的化学思路[M].南京:江苏科学技术出版社, 1990:6061.

[2]河北师范大学化学系.中学化学问题解答[M].石家庄:河北人民出版社, 1981:319.

[3]覃维明, 杨碧楠, 覃浩编著.中学化学基础知识精要[M].重庆:重庆出版社, 1990:71.

[4]汤若平.钠与钙的金属活动性顺序如何排列[J].中学化学教学参考, 2007 (4) :36

[5]北京师范大学无机化学教研室等编著.无机化学[M] (.第四版, 下册) 北京:高等教育出版社, 2004:703704.

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