金属活动顺序表的应用.doc

金属活动顺序表的应用常见金属活动顺序表为：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱在金属活动顺序表中，一般位置越后的金属，金属性越弱，原子的还原性越弱。金属活动顺序表常有如下应用。1、判断金属与酸反应情况（1）在氢以前的金属（KPb）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，KNa会爆炸。（2）氢以前的金属与氧化性酸（如浓H2SO4、HNO3）反应，但无氢气生成，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。Fe、Al在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化，加热或稀HNO3可充分反应。Zn与HNO3反应时， HNO3浓度由浓变稀可分别生成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3。氢以后的金属（CuAg）与非氧化性酸不反应，但与氧化性酸反应，与硝酸反应时，浓硝酸一般生成NO2，稀硝酸生成NO。氢以后的PtAu与氧化性酸也不反应，只能溶于王水。2、判断金属与水反应情况（1）KNa，遇冷水剧烈反应，且易发生爆炸。（2）Mg、Al在冷水中反应很慢，在沸水中可反应。（3）ZnPb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+4H23、判断金属元素在自然界的存在状况（1）KPb在自然界中只有化合态。（2）CuAg在自然界中既有化合态，又有游离态。（3）PtAu在自然界中只有游离态。4、判断金属单质的冶炼方法（1）KAl用电解法，如：2Al2O3（熔融）4Al+3O2 特例：Na+KCl NaCl+K（）（2）ZnCu用热还原法，常见的还原剂为：C、CO、H2或Al等。如：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；2Al+Cr2O3 2Cr+Al2O3（铝热反应，冶炼难熔金属）特例：湿法炼铜：Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu，电解精炼铜：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2（3）HgAg用热分解法，如2HgO2Hg+O2（4）PtAu用物理方法：如用浮洗法进行沙里淘金。5、判断氢氧化物的溶解性、碱性强弱金属性越强，其对应氢氧化物的碱性越强。（1）KNa对应的氢氧化物为可溶性强碱Ca（OH）2微溶。（2）MgCu对应的氢氧化物为难溶性弱碱Al（OH）3、Zn（OH）2为两性氢氧化物。（3）HgAu对应的氢氧化物不存在或不稳定、易分解。6、判断氢氧化物的热稳定性（1）KNa对应的氢氧化物不易分解。（2）MgFe对应的氢氧化物加热可分解。如2Fe（OH）3 Fe2O3 +3H2O。（3）SnCu对应的氢氧化物微热即分解。如Cu（OH）2CuO+H2O。（4）HgAg对应的氢氧化物常温即易分解，如2AgOH = Ag2O+H2O。（5）PtAu一般无对应的氢氧化物。7、判断金属单质与氧气反应情况（1）KNa在常温下易被氧气氧化，加热时燃烧。Na在O2中燃烧生成Na2O2，K与O2可生成KO2。（2）MgFe在常温下可缓慢氧化生成一层致密而坚固的氧化物保护膜，高温时易燃烧。（3）SnPb在通常条件下，Pb可生成氧化膜，而Sn不能。高温时在氧气中燃烧。（4）CuAg在高温时与氧气化合。（5）PtAu与氧气不反应，但存在氧化物，如有PtO2。8、判断金属原子还原性、金属阳离子氧化性强弱（1）KAu金属原子还原性逐渐减弱。（2）K+Ag+金属离子氧化性逐渐增强。（Fe3+氧化性较强）9、判断原电池的电极和电极反应式 相对活泼的金属为原电池的负极，失去电子发生氧化反应，被腐蚀。如Cu-Zn原电池（稀硫酸作电解质溶液）电极反应式为：Zn为负极：Zn2e =Zn2+Cu为正极：2H+2e=H210、判断电解时阳离子的放电顺序阳离子放电强弱顺序与金属活动顺序表相反，即由强到弱的顺序为：Ag+Fe3+Hg2+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+ Ca2+K+。11、判断金属离子的水解情况（1）KMg的金属阳离子不水解。（2）AlAg的金属阳离子可水解，且水解程度逐渐增强。如Fe3+3H2O Fe（OH）3+3H+。12、判断硝酸盐热分解（1）KNa活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气。（2）MgCu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2。（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2。13、判断碳酸盐的热稳定性、溶解性（1）K、Na的碳酸盐稳定、易溶于水。（2）Ca、MgCu的碳酸盐微溶或难溶、受热易分解。如：MgCO3 MgO+CO2。14、判断金属与盐溶液反应情况（1）KNa与盐溶液反应时，因金属活泼性太强，金属先与水反应。（2）MgZn与盐溶液反应时，其实质是金属与盐水解产生的H+反应。如Mg与AlCl3溶液反应为：Al3+3H2O Al（OH）3+3H+，Mg+ 2H+=Mg2+ + H2。总反应为：3Mg+2Al3+6H2O= 2Al（OH）3+3 H2。（3）除KMg外，顺序表中前面金属可将后面金属从其盐溶液中置换出来。15、判断金属硫化物的溶解性（1）KNa的金属硫化物易溶于水。（2）MgAl的金属硫化物易水解，在水中不存在。（3）ZnPb的金属硫化物均不溶于水。16、判断金属硫化物的颜色（1）KZn的金属硫化物为无色或白色。（2）Fe以后的金属硫化物均为黑色。金属活动顺序表是化学学习中的一个重点，但其相关知识又分散在学习过程的不同阶段，熟记和理解这张表并正确应用对解决化学学习问题有着重要的帮助。金属活动顺序表排列了常见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，我们把此表中的每5种金属（包括非金属氢）分为一组，则恰好分为三组，即：钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金，按此方式非常便于记忆又不容易将顺序颠倒。在应用金属活动顺序表的过程中首先要明确，凡不在水溶液中进行的置换反应，都不能以金属活动顺序表作为判断能否发生的依据，也不能由此类反应来判断、比较不同金属的活动性顺序。例如，工业上是将金属钠与熔融的氯化钾反应制备金属钾，化学方程式为：Na+KCl=NaCl+K。我们不能由此而说钠比钾活泼。究其不遵循金属活动顺序表的原因，就在于它是在干态和高温的条件下进行反应的。其次，金属活动顺序表的应用不仅仅只限于金属能否置换出酸中的氢，以及金属能否把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，它在很多方面都有应用。1.判断与稀酸反应生成氢气的可能性。只有位于氢前面的金属能与盐酸、稀硫酸等非氧化性强酸反应放出氢气（不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸）。2.判断金属单质与盐反应的可能性。活动顺序表中前面的金属能在常温下把后面的金属从它的盐溶液中置换出来。由于K、Ca、Na三种金属非常活泼，不能把金属直接从其盐溶液中置换出来，在具体应用时一般不选用它们与盐溶液反应。3.判断金属单质的还原性及对应离子的氧化性的强弱。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质的还原性减弱，对应离子的氧化性增强例：利用铝比铁还原性强，能把铁从氧化物中还原出来，制成铝热剂焊接钢轨。4.确定硝酸盐受热分解的产物K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au亚硝酸盐+O2 金属氧化物+O2 金属单质+O2+NO5.确定碱的强弱顺序越到后面的金属形成的碱越弱，且热稳定性越差。6.金属活动顺序表在电化学中的应用用以确定金属组成原电池的电极。在金属活动顺序表前的作负极，其后的作正极。例：Cu、Zn组成原电池，Zn作负极，Cu作正极；Cu、Ag组成的原电池，Cu作负极，Ag作正极。判断溶液中的多种离子共存时在阴极上得电子的顺序。 例：粗铜的精练。粗铜中含Fe、Zn、Ag等金属，在阳极比铜不活泼的银等金属在有铜存在时不会放电成离子进入溶液，它们形成阳极泥；比铜活泼的锌、铁等金属虽放电成阳离子进入溶液，但对应离子的氧化能力比铜离子弱，则阴极上析出铜，而Zn2+、Fe2+存于溶液中，这样达到精炼铜的目的。判断金属的电化学防护方法。石油管道等地下设施，船底、钢闸门等的保护，均可把被保护的金属设施与金属活动顺序表中位于它前面的金属连接，成为牺牲阳极的阴极保护法。正确判断电解各类盐的电解产物。7.金属与硝酸反应的还原产物。金属越活泼，N+5还原产物的价态就越低，位于H前的金属与稀硝酸反应，N+5可被还原成N+2、N+1、N0、N-3，而位于H后面的金属一般被还原成N+4、N+2。此外，通过金属活动顺序表还能判断金属与氧气与水的反应，金属氧化物的水溶性，金属在自然界中的存在以及冶炼方法等。第二点： 2.3.2金属活动顺序表与标准电极电势 1金属活动顺序表金属活动顺序表主要有两种，一种是过去教材中使用的顺序表，是由贝齐里乌斯于1821年提出，并于1865年由凯托夫完善。它是按元素实际置换难易程度的顺序排列而成，故称动力学金属活动顺序表。另一种是现行中学化学教材中采用的金属活动顺序表，它是按金属在水溶液中形成最低价离子的标准电极电势代数值由小到大的次序排列而成的，故称热力学金属活动顺序表。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。2热力学金属活动顺序表的合理性动力学金属活动顺序表只是金属活动顺序的定性实验结果的反映，而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。3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，它应用的局限性也就来自。(1)代表纯金属M(s)电极过程中的标准电极电势: 因此，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CrFe，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CrFe。 (2)的数值是标准状态下的数值，即条件下的特定数值。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,变成了E，金属活动顺序将发生变化。例如：在