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文档简介
1、金属活动性顺序表是指金属在溶液或化学反应中的活泼程度,不是金属性的排序。表中某金属可以把它后面的金属从它的盐溶液中置换出来。(初中)钾钙钠镁铝锌铁、锡铅(氢)铜、汞银铂金 :K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (高中)钾钡钙钠镁铝锰锌、铬铁镍锡铅(氢)铜、汞银铂金 : K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属性是指在化学反应中原子失去电子的能力。失电子能力越强的原子其金属性就越强;失电子能力越弱的金属性也就越弱,而其非金属性就越强。 金属活动顺序表常有如下应用 :1
2、、判断金属与酸反应情况 :(1)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,但加热可充分反应。和冷的稀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)K、Ba 、Ca、Na,遇冷水剧烈反应,且易发
3、生爆炸。 2K + 2H2O 2KOH H2Ba2H2O = Ba(OH)2H2Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H22Na + 2H2O 2NaOH + H2 (2)Mg、Al在冷水中反应很慢,在沸水中可反应。 Mg + 2H2O =沸水= Mg(OH)2 + H22Al + 6H2O =沸水= 2Al(OH)3 + 3H2(3)ZnPb在冷水中不反应,但在加热条件下可与水蒸气反应。(因为水蒸汽中无H+ 和OH+ 离子)3Fe + 4H2O(g)=高温= Fe3O4 + 4H2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 。 (2)MgCu对应的氢氧
4、化物为难溶性弱碱 。 (3)HgAu对应的氢氧化物不存在或不稳定、易分解 。3、判断金属单质的冶炼方法 :(1)KAl 用电解法 : 如: 2AL2O3(熔融)=电解= 4AL + 3O2 特例:Na + KCl =高温= K() + NaCl (2)ZnCu 用热还原法,常见的还原剂为 : C、CO、H2或Al等 。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 , 湿法炼铜:用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出
5、来,这种方法叫湿法炼铜。其原理就是用置换反应制取金属。我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的化学方程式是:1. CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O 基本反应类型:复分解反应2. CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 基本反应类型:置换反应电解精炼铜: 2CuSO4 + 2H2O =电解= 2Cu + 2H2SO4 + O2 (3)HgAg用热分解法 , 如: 2HgO =加热= 2Hg + O2 金属性越弱,金属氧化物的稳定性越弱 :2HgO =加热= 2Hg + O2CuO加热不易分解所以Hg的金属性弱(4)PtAu用物理方法 : 如用浮洗法进行沙里淘金。4
6、、判断氢氧化物的热稳定性(高中)钾钡钙钠镁铝锰锌、铬铁镍锡铅(氢)铜、汞银铂金 : K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au(1) KNa对应的氢氧化物不易分解 : KOH是白色粉末 , 具强碱性及腐蚀性。极易吸收空气中水分而潮解,溶于水。吸收二氧化碳而成碳酸钾。Ba(OH)具有强碱性,其碱性是碱土金属氢氧化物中最强的。Ba(OH)能从空气中吸收二氧化碳,转变成碳酸钡。Ba(OH) + CO2 = BaCO3 + HOCa(OH)2是一种白色粉末状固体。又名消石灰、熟石灰。氢氧化钙具有碱的通性,是一种强碱。但氢氧化钙的碱性
7、比氢氧化钠弱(金属性:钙<钠),由于氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠小得多,所以氢氧化钙溶液的腐蚀性和碱性比氢氧化钠小。Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O(这是石灰浆涂到墙上后氢氧化钙与二氧化碳发生的反应,墙会“冒汗”就是因为生成了水H2O,墙变得坚固是因为生成了碳酸钙CaCO3 。氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气而潮解,所以必须对其密封保存,且要用橡胶瓶塞。(2) MgFe对应的氢氧化物加热可分解。 Mg(OH)2 =加热= MgO + H2O2Al(OH)3 =加热= Al2O3 +
8、3H2O氢氧化锰加热会生成多种形式的锰的氧化物。2Cr(OH)3 =加热= Cr2O3 + 3H2O2Fe(OH)3 =加热= Fe2O3 + 3H2O Fe(OH)2 先被氧化为氢氧化铁在分解,总方程式子为:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3 =加热= Fe2O3 + 3H2O(3) SnCu对应的氢氧化物微热即分解。 如: Cu(OH)2 = CuO + H2O Sn(OH)2 以碱性为主 ,Sn(OH)4以酸性为主 。氢氧化锡和氢氧化亚锡遇强碱,均可反应而溶解,分别生成锡酸盐和亚锡酸盐。Sn(OH)4 + 2OH- = SnO3 2- + 3H
9、2O Sn(OH)2 + 2OH- = SnO2 2- + 2H2OPb(OH)2能从空气中吸收二氧化碳,氢氧化铅与二氧化碳反应会形成碳酸铅Pb(OH)2 + CO2 PbCO3 + H2O氢氧化铅受热会分解成多种铅的氧化物。(4) Hg Ag 对应的氢氧化物常温即易分解, 如: 2AgOH = Ag2O+H2O 。 (5) Pt Au 一般无对应的氢氧化物 。 5、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。 常温:4Na + O2 = 2 Na2O2Ca + O2 = 2 CaO4K + O2 = 2K2O加热:2Na + O2 =加热= Na2O2Ca
10、+ O2 =加热= CaO2 (过氧化钙) O2- 超氧根K + O2 =加热= KO2 (超氧化钾) O22- 过氧根4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O24KO2 + 2H2O = 4KOH + 3O2 4KO2 + 4HCL = 4KCL + 2H2O + 3O2 (可以认为KO2先与水反应,再与HCL反应)(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。 (Sn锡在常温下,在空气中不生成氧化膜) 在普通空气中可以点燃: 2Mg + O2 =点燃= 2MgO (放热反应,产生耀眼白光)4Al + 3O2 =点燃= 2Al2O3 (放热反应,
11、产生耀眼白光)2Zn + O2 =点燃= 2ZnO (放热反应,产生耀眼白光,生成白烟)在纯氧中点燃:( Fe在室温下缓慢氧化: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 )3Fe + 2O2 =点燃= Fe3O4Sn + O2 =点燃= SnO22Pb + O2 =点燃= 2PbO(SnPb在通常条件下,Pb可生成氧化膜,而Sn不能。)(4) CuAg 在高温时与氧气化合。 (在氧气中均不能燃烧,只能在加热情况下与O2反应)2Cu + O2 =加热= 2CuO (Cu在氧气中不能燃烧,只能在加热情况下与O2反应)2Hg + O2 =加热= 2HgO4Ag + O2 =高温= 2Ag2O 2Ag2
12、O =加热= 4Ag + O2(5) PtAu与氧气不反应,但存在氧化物,如有PtO2。6、 判断原电池的电极和电极反应式 :原电池是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流。多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。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H2SO4作电解质溶液)电极反应式为: Zn为负极:Zn 2e = Zn2+ Cu为正极:2H+ + 2e = H2 7、 判断电解时阳离子的放电顺序 : 电解:使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的
13、过程。 电解池:把电能转化成化学能的装置叫做电解池或电解槽。阳极:阴离子放电的顺序: S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根F- 阴极:阳离子的放电顺序: Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+(浓度大)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度小) >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+ 离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度和温度、电流的大小、电极的材料及电极间的距离等都有关系。中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性还原性强弱对它们得失电子能力的影响。 1
14、) 阳极放电顺序 (电解时,阳极失电子;与原电池相反,原电池是正极得电子) 首先看电极,如果是活性电极(指金属活动顺序表Ag及Ag以前的金属)则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的阴离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序加以判断。 阴离子放电顺序: S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根F-(实际上在水溶液中的电解,OH-后面的离子是不可能放电的,因为水提供的OH-会放电) 2) 阴极放电顺序 (电解时,阴极得电子;与原电池相反,原电池是负极失电子) 阴极本身被保护,直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序:
15、Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+(浓度大)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度小) >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+ (类似,在水溶液中的电解,H+后面的离子一般是不放电的,因为水提供的H+会放电;离子的放电顺序往往还与溶液的酸碱性、温度、离子的浓度等有关。)8、 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+ 。 9、判断硝酸盐热分解 (1)KN
16、a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(包括Hg)不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2 。 对于硝酸盐的热分解有三种情况: 1、 碱金属,碱土金属的硝酸盐分解,产生亚硝酸盐和O2 。如: 2KNO3 = 2KNO2 O2 2、 电化学序在Mg-Cu之间的金属,因亚硝酸盐不稳定,其分解产物为金属氧化物,NO2和O2,如: 2 Mg(NO3)2 2 MgO + 4 NO2 + O22Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2+O2 3、电位顺序Cu以后的M,因其金属氧化物不稳定,分解产生金属单质,如:
17、 2AgNO3 = 2Ag 2NO2 + O2Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2 + O210、 碳酸、酸式碳酸盐、碳酸盐的热稳定性 一般说,碳酸的热稳定性比碳酸氢盐小,碳酸氢盐的热稳定性比相应的碳酸盐小。不同阳离子的碳酸盐或酸式碳酸盐的热稳定性也不同。例如: 碳酸水溶液稍微加热就分解,碳酸氢钠在150左右分解,而碳酸钠加热至850以上才分解成氧化钠和二氧化碳。 11、 判断金属与盐溶液反应情况 (1)KNa(K Ba Ca Na)与盐溶液反应时,因金属活泼性太强,金属先与水反应。 (2)Mg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 = 3Mg2+ + 2Al(OH)3+ 3H2。 (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。12、 判断金属硫化物的溶解性 金属硫化物可由硫与金属生成二元化合物,也可由硫化氢(或氢硫酸)与金属氧化物或氢氧化物作用生成。例如:Cu(红热)+S(蒸汽)=(加热)= CuSH2S + CuO = CuS + H2OH2S +
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