金屬活動性

　　定義：

　　金屬活動性指金屬單質(zhì)在水溶液中失去電子生成金屬陽離子的性質(zhì)。

　　常見金屬活動性順序：

　　K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

　　金屬活動性順序表的意義

　　(1)金屬的位置越靠前，它的活動性越強

　　(2)位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫（強氧化酸除外）。

　　(3)位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來（K，Ca，Na除外）。

　　(4)很活潑的金屬，如K、Ca、Na與鹽溶液反應(yīng)，先與溶液中的水反應(yīng)生成堿，堿再與鹽溶液反應(yīng)，沒有金屬單質(zhì)生成。如：

　　2Na+CuSO₄+2H₂O==Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄+H₂↑

　　(5)不能用金屬活動性順序去說明非水溶液中的置換反應(yīng)，如氫氣在加熱條件下置換氧化鐵中的鐵:

　　Fe₂O₃+3H₂2Fe+3H₂O

　　金屬原子與金屬離子得失電子能力的比較

　　金屬活動性順序表的應(yīng)用

　�。�1）判斷某些置換反應(yīng)能否發(fā)生

　　a.判斷金屬與酸能否反應(yīng):

　　條件：

　　①金屬必須排在氫前面

　�、谒嵋话阒耕}酸或稀硫酸

　　b.判斷金屬與鹽溶液能否反應(yīng):

　　條件：

　�、賳钨|(zhì)必須排在鹽中金屬的前面

　�、邴}必須可溶于水

　�、劢饘俨话�含K、Ca、Na

　　（2）根據(jù)金屬與鹽溶液的反應(yīng)判斷濾液、濾渣的成分。如向CuSO₄，AgNO₃混合液中加鐵粉，反應(yīng)后過濾，判斷濾液和濾渣成分。鐵與CuSO₄和AgNO₃溶液反應(yīng)有先后順序，如果鐵足量，先將AgNO₃中的Ag完全置換后再置換CuSO₄中的Cu，那么溶液中只有FeSO₄；如果鐵的量不足，應(yīng)按照“先后原則”分別討論濾液和濾渣的成分。

　�。�3）根據(jù)金屬活動性順序表判斷金屬與酸反應(yīng)的速率或根據(jù)反應(yīng)速率判斷金屬的活動性順序。如鎂、鋅、鐵三種金屬與同濃度的稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率:Mg>Zn>Fe，則可判斷金屬活動性Mg>Zn>Fe,

　�。�4）利用金屬活動性順序表研究金屬冶煉的歷史。金屬活動性越弱，從其礦物中還原出金屬單質(zhì)越容易； 金屬活動性越強，從其礦物中還原出金屬單質(zhì)越難。所以越活潑的金屬越不易冶煉，難于冶煉的金屬開發(fā)利用的時間就越遲。

　�。�5）應(yīng)用舉例

　　a.濕法煉銅我國勞動人民在宋代就掌握了濕法煉銅技術(shù)，即將鐵放入硫酸銅溶液中置換出銅: Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu。

　　b.從洗相廢液中回收銀洗相廢掖中含有大量的硝酸銀，可用鐵置換回收: Fe+2AgNO₃==Fe(NO₃)2+2Ag。

　　c.處理工業(yè)廢水中的銅、汞離子工業(yè)廢水中常含銅、汞等金屬離子，這些離子對生物有很大的危害，在排放前必須進行處理，可用鐵置換回收:Fe+CuSO₄==FeSO₄+Cu

　　d.實驗室選擇金屬與酸反應(yīng)制取氫氣在金屬活動性順序表中，H之前的金屬都能跟稀 H₂SO₄、稀HCl反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但Zn之前的金屬與酸反應(yīng)太快。不便操作；Zn之后的金屬與酸反應(yīng)太慢，花費時間太長，從經(jīng)濟效益和反應(yīng)速率多方而考慮，Zn是最合適的金屬。

　　金屬與混合溶液的反應(yīng)

　　(1)將一種金屬單質(zhì)放入幾種金屬的鹽溶液的混合液中時，其中排在金屬活動性順序表巾最靠后的金屬最先被置換出來，然后再依次置換出稍靠后的金屬。簡記為“在金屬活動性順序中，距離遠(yuǎn)，先反應(yīng)”。如將金屬Zn。放入FeSO₄和CuSO₄的混合溶液中，Zn先與CuSO₄發(fā)生置換反應(yīng)，與CuSO₄反應(yīng)完后再與FeSO₄ 發(fā)生置換反應(yīng)。根據(jù)金屬鋅的最不同可分為以下幾種情況：

　　(2)將幾種不同的金屬放入同一種鹽溶液中，發(fā)生反應(yīng)的情況與將一種金屬放入幾種金屬的鹽溶液中相似，也是在金屬活動性順序表中，距離越遠(yuǎn)的先反應(yīng)，然后是距離較遠(yuǎn)的反應(yīng)。

　　金屬與酸反應(yīng)生成氫氣圖像問題的分析方法：

　�。�1）等質(zhì)氫圖：兩種金屬反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相同，此圖反映兩種情況：

　�、偎岵蛔悖�金屬過雖，產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量由酸的質(zhì)量決定。

　　②酸足量，投放的兩種金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量恰好相同，如6.5g鋅和5.6g鐵分別投入足量的鹽酸中反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相同。

　�。�2）等質(zhì)等價金屬圖：如等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅與足量的酸反應(yīng)生成的金屬離子都是+2價，產(chǎn)生氫氣的速率和質(zhì)量不同。此圖反映出:

　　①金屬越活潑，圖示反應(yīng)物的線越陡，如Mg線比Zn線陡,Zn線比Fe線陡，說明活潑性Mg>Zn>Fe

　　②金屬的相對原子質(zhì)量越小。等質(zhì)量時，與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣越多，曲線的拐點越高，因此，相對原子質(zhì)量Zn >Fe>Mg。

　　可簡單概括為:越陡越活，越高越小。

　　（3）等質(zhì)不等價金屬圖：鋁、鎂、鋅與酸反應(yīng)生成金屬離子的化合價分別為+3、+2、+2，此圖反映出等質(zhì)不等價金屬與酸反應(yīng)不僅速率不同而且生成的氫氣的質(zhì)量與金屬化合價有關(guān)。

　　可用下面式子計算氫氣質(zhì)量：

　　金屬與酸或鹽溶液反應(yīng)前后溶液密度變化的判斷方法：

　　金屬與酸的反應(yīng)和金屬與鹽溶液的反應(yīng)均為置換反應(yīng)，反應(yīng)后溶液的溶質(zhì)發(fā)生了改變，導(dǎo)致溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液的密度也隨之改變。反應(yīng)前后溶液的密度的變化取決于反應(yīng)前后溶液中溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量的相對大小。

　　(1)反應(yīng)后溶液密度變�。喝鏔e+CuSO₄== FeSO₄+Cu，在該反應(yīng)中，反應(yīng)前溶液中的溶質(zhì)為CuSO₄，其相對分子質(zhì)量為160；反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為FeSO₄，其相對分子質(zhì)量為152，由于152<160，故該反應(yīng)后溶液密度變小。

　　(2)反應(yīng)后溶液密度變大：如Zn+H₂SO₄== ZnSO₄+H₂↑，在該反應(yīng)中，反應(yīng)前溶液中的溶質(zhì)為H₂SO₄，相對分子質(zhì)量為98；反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為ZnSO₄，相對分子質(zhì)童為161，由于161>98。故該反應(yīng)后溶液密度變大。

　　真假黃金的鑒別：

　　黃金是一種具有金黃色光澤的金屬、化學(xué)性質(zhì)極不活潑。黃銅的外形與黃金非常相似，所以不法分子常用黃銅(Zn,Cu合金)來冒充黃金。但二者之間的性質(zhì)有很大差異，可用多種方法鑒別。

　　方法一：取少量金黃色金屬塊于試管中，加入少量稀鹽酸或稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生(Zn+2HCl==ZnCl₂ +H₂)，則原試樣為黃銅;若沒有氣泡產(chǎn)生，則原試樣為黃金。

　　方法二：取少量金黃色金屬塊，用天平稱其質(zhì)量，用量筒和水測出其體積，計算出金屬塊的密度與黃金的密度對照，若密度相等，則為黃金；若有較大的差異，則為黃銅。

　　方法三：取少員金黃色金屬塊在火焰上加熱，若金屬塊表面變黑(2Cu+O₂2CuO，則原試樣為黃銅；若無變化，則為黃金。

　　方法四：取少討金黃色金屬塊于試管中，向試管中加人適量的硫酸銅溶液，若金屬塊表而出現(xiàn)紅色物質(zhì)且溶液顏色變淺(Zn+CuSO₄==ZnSO₄+Cu)，則原試樣為黃銅；若無變化，則原試樣為黃金。