一、铜的还原性比银强,发生置换反应:Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2,铜以离子的形式进入溶液。
现象:红色金属表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色变为蓝色
二、中学阶段需掌握的金属活动顺序表:
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
三、金属活动顺序表的应用:
1、判断金属与酸反应情况
(1)在氢以前的金属(K→Pb)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,K→Na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。
①Fe、Al在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化,加热或稀HNO3可充分反应。
②Zn与HNO3反应时, HNO3浓度由浓变稀可分别生成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3。
③氢以后的金属(Cu→Ag)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。
④氢以后的Pt→Au与氧化性酸也不反应,只能溶于王水中。
⑤在金属活动性顺序中,金属位置越靠前,它的活动性越强,置换氢气的速度就越快。
⑥实验室制取氢气时,一般不会采用K、Ca、Na,因其反应过于剧烈,甚至爆炸而无法收集。
⑦酸应用稀盐酸或稀硫酸,不能用浓硫酸和硝酸(没有氢气),一般不能用浓盐酸,因其易挥发,会影响所制的氢气的纯度。
2、判断金属与水反应情况
(1)K→Na,遇冷水剧烈反应,且易发生爆炸。
(2)Mg在热水中可反应,且加酚酞变红,Al在沸水中才可反应。
(3)Zn→Pb在冷水中不反应,但在加热条件下可与水蒸气反应。如:3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2
3、判断金属元素在自然界的存在状况
(1)K→Pb在自然界中只有化合态。(铁有游离态,陨铁)
(2)Cu→Au在自然界中既有化合态,又有游离态。 只是Pt Au大多以游离态存在
4、判断金属单质的冶炼方法
(1)K→Al用电解法,如:2Al2O3(熔融)==通电,催化剂==4Al+3O2↑
特例:熔融状态下 Na+KCl=NaCl+K 注:不是利用金属活动性顺序,仅是熔沸点问题!
注:Na→Mg电解氯化物,而Al电解氧化物(因为有冰晶石做催化剂)
必须熔融状态,无水!!!
(2)Zn→Cu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==通电==2Cu+2H2SO4+O2↑
(3)Hg→Ag用热分解法,如2HgO=2Hg+O2↑ 2Ag2O=4Ag+O2↑
(4)Pt→Au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,一般也越难溶解。
(1)K→Na对应的氢氧化物为可溶性强碱[Ca(OH)2微溶]。
(2)Mg→Cu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)Hg→Au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
金属性越强,其对应氢氧化物的热稳定性越强。
(1)K→Na对应的氢氧化物不易分解。
(2)Mg→Fe对应的氢氧化物加热可分解。如2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O。
(3)Sn→Cu对应的氢氧化物微热即分解。如Cu(OH)2=CuO+H2O。
(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。
7、判断金属单质与氧气反应情况
(1)K→Na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)Mg→Fe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(钝化,明显的有Zn、Al),高温时易燃烧。(Fe在常温下缓慢氧化时产生的氧化物Fe2O3是酥松的,并不致密。)
(3)Sn→Pb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)Cu→Ag在高温时与氧气化合。
(5)Pt→Au与氧气不反应,但存在氧化物,如有PtO2,Au2O3。
8、判断金属离子的水解情况
(1)K→Mg的金属阳离子不水解。
(2)Al→Ag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)K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气。
(2)Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2。(硝酸亚铁出三氧化二铁!)
(3)Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2。
10、判断金属与盐溶液反应情况
(1)K→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→Zn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K→Mg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。