金属活动性顺序表的应用
我们知道,金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb ﹙H﹚ Cu Hg Ag Pt Au
在整个中学化学中都有十分重要的用途。为了帮助同学们的学习,今归纳如下。(为简化起见,本文将金属活动性顺序表简称为“表”)
1、判断金属还原性的强弱
在“表”中,金属的位置越靠前,就越容易失去电子变成阳离子,即该金属的还原性越强。所以,金属的还原性从左到右是逐渐减弱的。即:
K → Au 还原性逐渐减弱
2、判断金属阳离子氧化性的强弱
在“表”中,从左到右金属单质失电子的能力逐渐减弱,而其阳离子得电子的能力逐渐增强。所以,金属阳离子的氧化性从左到右逐渐增强。即:
K+ → Au3+ 氧化性逐渐增强
3、判断金属与酸发生置换反应的难易
在“表”中位于氢前面的金属可以从稀酸溶液中置换氢,生成盐和氢气;且位置越靠前,反应越易发生。如:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
但必须注意:
(1)通常的实验中,一般不用镁以前的活泼金属,因反应太剧烈,容易造成事故,且金属价格较贵,不用它们与酸反应。锡、铅反应速度太慢,也不应用。常用的金属是锌和铁两种。
(2)酸常指盐酸、磷酸和稀硫酸,一般不用有强氧化性的浓H2SO4和HNO3,因为它们之间即使发生反应,也不是置换反应,不会放出氢气。如:
Zn+2H2SO4(浓)=(△)ZnSO4+SO2↑+2H2O
4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N2O↑
+5H2O
氢后面的金属也能与酸(硝酸等氧化性酸)起反应,但不生成氢气。如:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓)=(△) CuSO4+SO2↑+2H2O
铜甚至也能跟浓盐酸起反应,生成络合物。
所以,金属与酸能否发生反应以及反应中是否有氢气生成,除了看金属的活动性外,还和酸的性质、浓度以及反应时的温度等因素有关。
4、判断金属与盐溶液能否发生置换反应
在“表”中,位于前面的金属一般能把后面的金属从其盐溶液中置换出来。如:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg
但必须注意:
(1)参加反应的盐必须是可溶性的,不溶性的盐与金属不发生置换反应。
(2)钠和钠以前的活泼金属,与盐溶液反应时得不到金属。它们与排在其后面的金属盐溶液反应,一般先与溶液中的水反应,不会有金属被置换出来。
如钠与硫酸铜反应其反应过程为:
①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
②2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
5、判断原电池的正、负极
在原电池中,作为负极的是排在“表”前面的金属,作为正极的是排在“表”后面的金属。如铜、锌原电池中,锌为负极,铜为正极。
6、判断电解池中阳离子的放电顺序
在电解池中,可用“表”来判断阳离子在阴极的放电顺序,其放电能力(得电子能力)按“表”从左到右增强,即越在“表”后的金属越容易顺得电子发生还原反应。阳离子放电顺序一般为
K+ Na+ Ca2+ Mg2+ AI3+ (H+)
Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+)
Cu2+ Hg2+ Fe3+ Ag+得电子能力增强
这里H+有两个位置。在相同离子浓度时,它在Pb2+之后,但在一般盐溶液中,[H+]不大,这时H+放电顺序往往在Zn2+之前。如
2NaCl+2H2O=(电解)2NaOH+Cl2↑+H2↑(阴极)
电解Zn2+以后的金属的盐溶液时,则主要是金属离子放电。
如CuCl2=(电解)Cu+Cl2↑
7、判断硝酸盐受热分解的产物
硝酸盐受热容易分解,其分解产物按“表”概括有如下规律:
K——Na 生成亚硝酸盐+O2
Mg——Cu 生成金属氧化物+NO2+O2
Ag——Au生成金属+NO2+O2
如:
2KNO3=(△)2KNO2 + O2↑
2Cu(NO3)2=(△)2CuO + 4NO2↑+ O2↑
2AgNO3=(△)2Ag+NO2↑+ O2↑
8、判断盐类水解反应是否发生
“表”中K→Na的金属元素,形成的强酸盐溶于水不水解,水溶液显中性;若形成弱酸盐,溶于水后会发生水解,水溶液显碱性。
如:NaCl不水解,NaAc+H2O=(可逆符号)NaOH+HAc(显碱性Mg→Ag的金属元素,若形成强酸盐,溶于水后会发生水解,水溶液显酸性;若形成弱酸盐,因其中大部分都不溶于水,故一般不水解,但如果这类盐可溶于水则会发生水解,水溶液也可能显酸性,也可能显碱性。如:硫酸铁溶于水则Fe3+会水解。
Fe3++3H2O=(可逆符号)Fe(OH)3+3H+(显酸性)。
9、判断碱的强弱和溶解性
按“表”KOH、NaOH是易溶于水的强碱,Ca(OH)2是微溶于水的中强碱外,Mg(OH)2→AgOH都是难溶于水的弱碱,且其碱性从左到右逐渐减弱。
10、判断金属的其它性质
利用金属活动性顺序表还可以判断金属的其它一些性质,今归纳如下:
⑴ 在自然界的存在状态
化合态: K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb
化合态游离态: Cu Hg Ag
游离态: Pt Au
⑵ 冶炼方法
电解熔融的氯化物 : K Ca Na
电解氧化物:Mg Al Zn
用还原法. 在加热咸高温下还原金属氧化物:Sn Pb Cu
加热或其它方法:Hg Ag
⑶ 与水反应
冷水:K Ca Na
热水沸水:Mg Al Zn
水蒸气: Zn Sn Pb
不与水反应:Cu Hg Ag Pt Au
⑷ 与氧气反应
易被氧化:K Ca Na Mg
常温下能被氧化:Al Zn Sn Pb
加热时被氧化:Cu Hg Ag
不被氧化: Pt Au
⑸ 氧化物与水化合
能化合:K Ca Na Mg
不能直接化合:Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑹ 碱受热分解
不分解:K Ca Na Mg
在不同温度下可发生分解: Al Zn Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
⑺ 锈蚀作用
容易锈蚀: Al Zn Sn Pb Cu
很难: Hg Ag Pt Au
总之,金属活动性顺序在中学化学中有十分广泛的应用,掌握这些应用,对于系统地学习化学知识是很有益处的。
顺序表的基本操作
动态分配空间
#define InitSize 100
typedef int ElemType;
typedef struct{
ElemType *data;//
int MaxSize,length; //
}SqList; //
建立空的线性表
void InitList(SqList *&L){
// L=(SqList*)malloc(sizeof(SqList)*InitSize);//
L=(SqList*)malloc(sizeof(SqList));
L->length=0;
}
销毁已存在的线性表L
void DestroyList(SqList *&L){
free(L);//free函数用来释放内存空间
}
表是否为空
bool ListEmpty(SqList *L){
if(L->length==0){
return true;
}
else{
return false;
}
}
返回线性表L的元素个数
int ListLength(SqList *L){
return(L->length);
}
展示线性表
void DispList(SqList *L){
for(int i=0;i<L->length;i++){
printf("%d ",L->data[i]);
}
printf("\n");
}
将线性表L中的第i个位置元素返回e(按位查找)
int GetElem(SqList *L,int i,ElemType &e){
if(i<1||i>L->length){//判断i的位置是否有效
return false;
}
else{
e=L->data[i-1];//将第i个位置元素返回给e,位置为i,下标为i-1
return true;
}
}
L中查找与给定e相等的元素(按值查找)
int LocateElem(SqList *L,ElemType e){
int i;
for(i=0;i<L->length;i++){//i=0,此时i为下标
if(L->data[i]==e){
return i+1; //下标为i的元素的值等于e,返回其位序i+1
}
}
return 0;//退出循环,说明查找失败
}
在L第i个位置插入新元素e(插入操作)
bool ListInsert(SqList *&L,int i,ElemType e){
//判断i的位置是否有效,此处判断i>L->length+1是因为顺序表是连续排列的,L->length是当前顺序表的最后一位,在其后边插入一个元素就相当于插入在L->length+1的位置,不能再往后插入
if(i<1||i>L->length+1){
return false;
}
else{
for(int j=L->length;j>=i;j--){//将第i个位置及以后的元素后移,从最后一个位置的元素开始逐个后移,j的初始位置为最后一个元素的位置
L->data[j]=L->data[j-1];//将位置为j的元素往后移,即将下标为j-1的元素移至下标为j处
}
L->data[i-1]=e;//在位置i处放入e(位置为i,下标为i-1)
L->length++;//插入后表长度加1
return true;
}
}
删除L第i个位置元素,用e返回
bool ListDelete(SqList *&L,int i,ElemType &e){
//判断i的位置是否有效,此处判断i>L->length是因为删除时表最长为L->length,当i=L->length即删除了最后一个元素
if(i<1||i>L->length){
return false;
}
e=L->data[i-1];//将被删除的元素赋值给e
for(int j=i;j<L->length;j++){//将第i个位置后的元素前移,从i后的元素开始逐个前移,j的初始位置为第i个位置
L->data[j-1]=L->data[j];//将位置为j+1的元素往前移,即将下标为[j]的元素移至下标为[j-1]处
}
L->length--;//删除后表长度减1
return true;
}
顺序表逆置
void reverse(SqList *&L)
{
int i=0,j=L->length-1;
int temp;
while(i<j){
temp=L->data[i];
L->data[i]=L->data[j];
L->data[j]=temp;
i++;
j--;
}
}
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