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时间:2019-01-10 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  【摘 要】金属活动顺序表的学习是中学化学教学的重要内容之一,在教学中除了讲解常见金属活动的顺序,更重要的是掌握金属活动顺序表的应用范围和条件。本文以反映金属活动顺序具有典型性的化学反应,论述了有关金属活动顺序表的应用范围和应用条件。
  【关键词】金属活动顺序表 应用范围 应用条件
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)04-0116-01
  
  金属活动顺序表在中学化学中有很重要作用,但必须注意把握应用范围和条件。
  一 金属活动顺序表的定义
  金属活动顺序表,是纯净金属单质在25℃,标准态(100kPa,1mol/L)按标准电极电位大小排列的,它只能从热力学上判断反应进行的可能性,不涉及动力学因素。即不考虑反应进行的阻力,不回答反应实际上是否进行及以怎样的速度进行的问题。
  1.金属活动顺序表是金属纯净状态下的顺序
  在金属活动顺序表里铝排在铁前面,在实际生活中,铁较铝容易受锈蚀,这是由于我们比较的是不纯的铝(含表面氧化膜)和铁的活动性。铝的表面氧化膜使其电极电势数值增大,降低了金属活动性,当表面氧化膜除去后,其金属活动性明显大于铁。
  2.金属活动顺序表是在25℃,标准态下电极电势的顺序
  金属活动顺序表是纯净金属单质在25℃,标准态(100kPa,1mol/L)按标准电极电位大小排列的。所以只能判断常温下(25℃)金属活动的顺序,其他温度(加热或冷却)不适用。这是因为各金属的电极电位大小会随着温度而发生变化。这时金属活动顺序也随之发生变化。
  如铜位于氢后,25℃,标准态下不能和盐酸发生置换反应,但在加热后,可发生下列反应:
  Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑
  发生反应的原因,是因为Cu在加热条件下,生成了较稳定的CuCl2-,降低了Cu+ 浓度。
  3.金属活动顺序表,只是热力学的判断,不考虑反应阻力和可行性
  不少同学会写出下列反应:
  2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4
  此反应根据热力学的判断是可能的,而实际上是不可能的,这是因为钠与水反应速度,大大超过了钠与铜离子的反应速度,氢氧根离子与铜离子的反应速度,又远远大于氢离子与铜离子的反应速度,所以一般情况下,钠不能从水溶液中把铜离子还原成金属铜,除钠外,还有钾、置换出其他金属来。金属Na与CuSO4溶液发生的反应可表示为:
  2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
  2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
  又如:金属铅与稀硫酸的反应,许多同学认为可发生下列反应:
  Pb+H2SO4(稀)=PbSO4+H2↑
  实际此反应是不能进行的,这是由于生成物硫酸铅是难溶性盐,覆盖在铅粒外面,产生较大的阻力,使反应不能继续进行。
  一般比银活泼的金属,如铁、锌,不能从氯化银的盐溶液里将银置换出来,因为氯化银的溶解度太小,反应进行的程度很低。
  二 金属活动顺序表的应用范围和条件
  金属活动顺序表,只适用于水溶液体系中,金属与其他离子或离子间的反应,超出此范围不一定适用。
  例如:在水溶液体系中,钾比钠活动性强,但在熔融状态下,工业上钠可以从氯化钾中置换出。
  Na+KCI 高温 K↑+NaCl
  尽管在金属活动顺序中钾在钠的前面,但这个特定的反应可以进行,因为金属钾比金属钠容易挥发,因而使平衡向右移动。
  金属活动顺序表,只体现在金属与非氧化性金属离子(即稳定存在的低价阳离子),非氧化酸之间的置换规律。
  金属与盐溶液发生置换反应后一般形成该金属的低价阳离子:
  Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
  Fe+Cu2+=2Fe2++Cu
  金属与高价金属阳离子之间的反应,不符合金属活动顺序表。铜与排在前面的低价铁离子不反应,而与高价铁离子可发生氧化还原反应。
  Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
  若酸为氧化性酸(浓硫酸、硝酸)金属和酸的反应不符合金属活动顺序:
  Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+2H2O+SO2↑
  金属表面状态对金属活动顺序也有影响。如:粗粒金不溶于盐酸,但胶体状态的金却可溶在盐酸中。这是由于胶体状态的金有巨大的表面,能使原来不能发生的反应变为可能。
  综上所述,应用金属活动顺序表有一定的范围条件,我们在掌握应用它的范围和条件后,就可正确地判断,书写出水溶液体系中金属与其他金属离子或其他离子间的反应。
  参考文献
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  [4]田荷珍等.无机化学疑难问题解答[M].北京:北京师范亚博app客服出版社,1987
  〔责任编辑:高照〕

标签:应用范围 顺序 条件 金属