活性顺序把金属从最活泼(钾)到最不活泼(金)排列,并以碳和氢作为参照点。它可预测与水和酸的反应、置换,以及每种金属如何被提取。
活性顺序按金属失去电子、发生反应的难易把它们排列。一旦你记住次序,就能预测一整套考试答案:金属是否与水或酸反应、一种金属是否会把另一种从其盐中置换出来,以及金属如何从矿石中提取。
这份参考给出 SPM 标准次序,并配上每个位置对应的行为,按 DSKP 所期望的方式整理。
范围说明
下面的顺序是 SPM化学 所用的标准 KSSM 参考。碳和氢虽是非金属,但按惯例列在其通常位置作参照点,因为许多考题都取决于金属位于它们之上还是之下。
记住次序,横读每一行来回忆反应与提取方法。
活性顺序表
| 次序 | 金属 | 符号 | 与水的反应 | 与稀酸的反应 | 常用提取法 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1(最活泼) | 钾 | K | 与冷水剧烈反应 | 剧烈、危险 | 电解 |
| 2 | 钠 | Na | 与冷水剧烈反应 | 剧烈、危险 | 电解 |
| 3 | 钙 | Ca | 与冷水反应 | 迅速 | 电解 |
| 4 | 镁 | Mg | 在冷水中缓慢;在蒸汽中燃烧 | 迅速 | 电解 |
| 5 | 铝 | Al | 与蒸汽反应 | 中等 | 电解 |
| 碳 | C | (参照点) | |||
| 6 | 锌 | Zn | 与蒸汽反应 | 中等 | 碳还原 |
| 7 | 铁 | Fe | 与蒸汽反应(可逆) | 中等 | 碳还原 |
| 8 | 锡 | Sn | 不反应 | 缓慢 | 碳还原 |
| 9 | 铅 | Pb | 不反应 | 非常缓慢 | 碳还原 |
| 氢 | H | (参照点) | |||
| 10 | 铜 | Cu | 不反应 | 不反应 | 加热矿石 |
| 11 | 银 | Ag | 不反应 | 不反应 | 以游离态存在/简单加热 |
| 12(最不活泼) | 金 | Au | 不反应 | 不反应 | 以游离态存在 |
如何使用这个顺序
用两条参照线就能解开大多数题目。位于氢以上的金属能把氢从稀酸中置换出来,因此会冒泡并放出氢气;位于氢以下的金属(铜、银、金)不与稀酸反应。
位于碳以下的金属可通过用碳加热其氧化物来提取,因为碳更活泼、能还原该氧化物;位于碳以上的金属太活泼,不能用此法,必须用电解提取。至于置换,较活泼的金属会把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,例如锌置换铜,因为锌在顺序中更靠上。
推理示例
假设题目问镁是否与硫酸铜(II)溶液反应。镁比铜靠上,所以更活泼,会置换出铜:Mg(s) + CuSO4(aq) 生成 MgSO4(aq) + Cu(s),你会看到蓝色溶液褪色、并有红棕色的铜沉积形成。
把金属对调则什么也不会发生,因为铜不如镁活泼,无法把它挤出来。读顺序把这件事从猜测变成一行的推断。
应避免的常见错误
- 因铝的氧化膜而把它当作不活泼。铝其实很活泼;氧化层只是保护了表面。
- 说铜与稀酸反应。它不会,因为它位于氢以下。
- 把置换弄反。只有更靠上(更活泼)的金属才能置换更靠下的金属。
- 忘记非常活泼的金属需要电解,而不是碳还原。
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