2.金属化学性质
在水溶液中,按金属失电子形成水合阳离子能力的大小,而排列出金属活动性顺序表:
![]()
(1)金属与水反应:
①活泼金属K、Ca、Na与冷水发生剧烈置换反应,生成碱和氢气。如:2K+2H2O=2KOH+H2↑
②较活泼金属Mg、Al与沸水发生置换反应,生成碱和氢气。如:Mg+2H2O=Mg(OH)2↓+H2↑
③金属Zn、Fe、Sn、Pb在高温下与水蒸汽发生置换反应,生成金属氧化物和氢气。如:
3Fe+4H2O(气)
Fe3O4+4H2↑
④氢后金属不与水发生反应
(2)金属与氧气反应:
①活泼金属K、Ca、Na常温下在空气中易被氧化,在空气中又可发生燃烧。如:
4Na+O2=2Na2O,继续反应:2Na2O+O2=2Na2O2或2Na+O2
Na2O2
②较活泼金属Mg、Al常温下在空气中易氧化,形成氧化膜,也可发生燃烧。如:
4Al+3O2=2Al2O3 4Al+3O2(纯)
2Al2O3
③金属Zn、Fe、Sn、Pb常温在干燥空气中不发生氧化反应,加热能被氧化,纯氧中可发生燃烧。如:
3Fe+2O2(纯)
Fe3O4
④金属Cu、Hg在强热条件下,只氧化而不发生燃烧。如:
2Cu+O2
2CuO
⑤Hg以后金属不能被氧气氧化
(3)金属与非氧化性酸(盐酸 稀H2SO4)反应
①氢前金属能置换酸中的氢,生成盐和氢气。②氢后金属不能发生反应
(4)金属与氧化性酸(浓H2SO4,浓稀HNO3)反应,
①活泼金属K、Ca、Na和氧化性酸反应较复杂(不要求掌握);
②Mg→Ag与氧化性酸发生氧化一还原反应,生成盐、水和气体,但气体不是氢气,而是含氧酸的还原产物,其中硫酸还原产物是SO2↑,浓硝酸还原产物是NO2↑,稀硝酸还原产物是NO↑。如:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③Pt、Au只能溶于王水。
④常温下,浓H2SO4、浓HNO3使Fe、Al表面生成致密氧化膜,而不生成H2,即表面发生“钝化”。
(5)金属与盐溶液反应:
①活泼金属K、Ca、Na放入盐溶液后,首先与水发生置换反应,生成碱和氢气;所生成的碱再与盐发生复分解反应。如Na投入CuSO4溶液中2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4或合并成:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
一般是活泼金属和不活泼金属的盐溶液反应,生成不溶性碱、氢气和盐。
②Mg和Mg以后的金属,一般发生“活泼”金属单质(前面金属)将后面的金属从盐溶液中置换出来;如:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.有例外,发生氧化还原反应,如,Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2,Fe+2FeCl3=3FeCl2。
(6)某些金属与强碱溶液反应:Zn、Al和强碱溶液发生反应,生成盐和氢气。
2Al+2NaOH+6H2O=2Na(Al (OH)4)+3H2↑ Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑
(7)某些金属与氧化物反应:
①Mg与CO2发生置换反应,生成黑、白色两种粉末。2Mg+CO2
2MgO+C
②Al和其它金属氧化物,发生铝热反应放出大量热,如:8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe
(8)金属与非金属(S、F2、Cl2等)反应
①金属性越强,越易发生化合,如:2Na+S=Na2S,Fe+S
FeS,2Cu+S
Cu2S。
②Au、Pt难与非金属直接发生反应。
③ⅡA金属Mg等和ⅠA金属Li与氮气发生化合反应,如:3Mg+N2
Mg3N2.
常见金属的主要化学性质总结列于下表:
|
金属活动性 顺序 |
|
||||
|
金属原子 失电子能力 |
依次减小,还原性减弱 |
||||
|
空气中跟氧气的反应 |
易被氧化 |
常温时能被氧化 |
|
加热时能被氧化 |
不能被氧化 |
|
跟水的反应 |
常温可置换出水中的氢 |
加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢 |
|
不与水反应 |
|
|
跟酸的反应 |
能置换出稀酸(如HCl、H2SO4)中的氢 |
|
不能置换出稀酸中的氢 |
||
|
反应剧烈 |
反应程度依次减弱 |
|
能跟浓硫酸、硝酸反应 |
能跟王水反应 |
|
|
跟盐的反应 |
位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来 |
||||
|
跟碱的反应 |
Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应 |