反应性序列

2024 年 8 月 28 日 | 3 分钟阅读

它指的是金属或金属元素的反应性系列。它也称为**活性系列**。在这个系列中,金属是按照其反应性递减的顺序排列的。这意味着反应性更强的金属首先出现在这个系列中,然后是反应性较弱的金属。因此,它是一个按反应性递减顺序排列的金属列表。

它通常是一个垂直呈现的系列,**将反应性最强的元素放在系列的顶部,将反应性最弱的元素放在底部。**

反应性系列告诉我们,一种金属是否可以在置换反应中置换另一种金属。反应性更强的金属倾向于在置换反应中置换反应性较弱的金属。金属的反应性通常由它们从水和酸中置换氢气的能力决定。因此,它也讲述了金属对水和酸的反应性。

反应性系列的主要特征

  • 该系列顶部的金属是强大的还原剂,因为它们倾向于容易失去电子(被氧化)。因此,这些金属很容易腐蚀。
  • 随着反应性的降低,金属的还原能力也随着系列下降而降低。
  • 当沿着金属的活性系列向下移动时,金属的电正性(失去电子的倾向)也会降低。
  • 当与稀盐酸或稀硫酸反应时,位于氢气上方的金属会产生氢气 (H2)。
  • 位于上方的金属会将其盐溶液中的位于下方的金属置换出来。
  • 位于系列中较高的金属需要更多的能量才能从矿石和其他化合物中分离出来。

虽然氢是非金属,但它被放置在金属的反应性系列中。这是因为氢有助于比较金属的反应性。位于氢气上方的金属可以将其从酸(如盐酸和硫酸)中置换出来。

反应性系列不仅提供了有关金属的性质和反应性的信息,而且还提供了各种其他应用。例如,**它可以帮助您预测金属与水、酸和其他金属的反应结果**,如下所述;

i) 金属与水之间的反应

包括钙在内的系列中位于其上方的金属会与冷水反应,形成相应的金属氢氧化物和氢气。例如,当钾与水反应时,会产生氢氧化钾和 H2,如以下化学反应所示;

2K + 2H2O → 2KOH + H2

同样,我们可以借助反应性系列预测其他金属与水的反应。

ii) 金属与酸的反应

包括铅在内的位于其上方的金属,与盐酸或硫酸反应时会形成盐;也会产生氢气。例如,当锌在系列中位于铅上方时,与硫酸反应会导致硫酸锌和 H2 气体的形成。

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

同样,我们可以借助反应性系列预测位于铅上方的其他金属与酸的反应。

iii) 金属之间的置换反应

反应性更强的金属或高位金属会还原(捐献电子)系列中反应性较弱的金属或低位金属的离子。这就是更具反应性的金属在单置换反应中置换反应性较弱的金属的原因。例如,锌比铜更具反应性,它会从硫酸铜中置换出铜,如以下反应所示

Zn (s) + CuSO4 (aq) → ZnSO4 (aq) + Cu (s)

因此,反应性系列也说明了单置换反应的结果,这些反应用于从矿石中提取金属。

反应性系列从铯金属开始,这意味着铯位于反应性系列的顶部,或者说是该系列中反应性最强的金属。一般来说,碱金属是反应性最强的金属,其次是碱土金属,然后是过渡金属。而银、金和铂等贵金属几乎没有反应性。

用于测试反应性的反应

可以使用以下反应来测试金属的反应性;

i) 与冷水的反应:反应性很强的金属很容易与冷水反应,形成金属氢氧化物和氢气。不与水反应的金属可能会与酸反应。

ii) 与酸的反应:活性金属与酸反应时会产生金属盐和氢气。


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