金属氢氧化物
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
變為氧離子，因此氧是電子接受體。 金屬反應時會失去電子而成為陽離子。
05 金屬的活性
37
5.5.2 活性與失去電子的難易程度
金屬活性的高低取決於其失去電子的難易 程度。
同週期中由左至右遞減。 同族中由上至下遞增。 所以在第三週期，活性的遞減次序是 Na >
Mg > Al。 而在第 I 族，活性的遞增次序是 Li < Na
大部分金屬在空氣中加熱時，會與氧 結合生成金屬氧化物。
表5.1摘錄了一些常見金屬與空氣反應 時的情況。各金屬已按其活性的遞減 次序列出。
05 金屬的活性
10
鎂在空氣中燃燒。
1
05 金屬的活性
11
金屬
鉀 鈉 鈣 鎂 鋁 鋅 鐵
反應條件/ 可觀察到的變化
微熱下便猛烈地燃燒，產生淡紫 色火焰；生成橙色粉末
05 金屬的活性
文字方程式
鉀 + 氧 超氧化鉀， KO2
鈉 + 氧 氧化鈉， Na2O
鈣 + 氧 氧化鈣， CaO
鎂 + 氧 氧化鎂， MgO
鋁 + 氧 氧化鋁， Al2O3
鋅 + 氧 氧化鋅， ZnO
鐵 + 氧 氧化鐵(II， III) (含有氧化鐵(II) 和 氧化鐵(III))， Fe3O4
金高。 活性是指反應的難易程度。
05 金屬的活性
3
鉀與水產生劇烈反應
05 金屬的活性
4
這天然金塊在地下埋藏了數億年，出土後仍閃閃生輝
05 金屬的活性
5
ห้องสมุดไป่ตู้
5.2 把五種金屬按活性依次排列
比較不同金屬的活性︰ 1. 能產生反應的最低溫度 2. 反應的速率 (速度) 3. 反應過程中釋出熱能的多寡
微熱下便猛烈地燃燒，產生金黃 色火焰；生成白色粉末
強熱下頗猛烈地燃燒，產生磚紅色火
會 焰；生成白色粉末
燃 燒
強熱下才能燃燒，產生眩目的白 光；生成白色粉末
強熱下才可使鋁粉末燃燒；反應 時放出大量熱能，生成白色粉末
強熱下才可使鋅粉末燃燒；反應時放 出熱能；生成粉末 (高溫時呈黃色， 冷卻後呈白色)
強熱下才可使鐵粉末燃燒；燃燒時帶 黃色陣雨般的火花；生成黑色固體
表5.1 一些常見金屬與空氣的反應。
05 金屬的活性
13
5.3.1.1 金屬的外觀和貯存方法
任何剛切開的金屬表面均具光澤，但極活 潑的金屬如暴露在空氣中，其光亮的表面 很快便會變為暗晦。
因為表面生成一層氧化物。 極活潑的金屬 (如鉀和鈉) 必須貯於石蠟油
中。
05 金屬的活性
14
剛切開的鉀金屬切面有光澤，但露置於空氣中數秒後便會變為暗晦。
HgO Ag2O
單獨加熱亦能分解為金屬
在1500℃下用碳還原金屬氧化物。
9
05 金屬的活性
54
5.6.2 金屬在水溶液中的置換反應
銅與硝酸銀水溶液的反應
把銅放入硝酸銀水溶液，銅會慢慢溶解， 表面會生成一些閃亮的銀晶體。
銅 + 硝酸銀水溶液 → 硝酸銅水溶液 + 銀 無色 藍色
我們說銅把銀金屬從硝酸銀水溶液中置換
05 金屬的活性
46
把金屬礦石單獨加熱 (1)
一些不活潑的金屬可單靠烤焙 (加熱) 礦石 來提取。
例如：銀、汞
氧化汞(II) → 汞 + 氧
紅
銀色
氧化銀 → 銀 + 氧
棕黑色 銀色
05 金屬的活性
47
把金屬礦石單獨加熱 (2)
硬玻璃 試管
加熱
帶火星 的木條
金屬氧 化物
把金屬氧化物強烈加熱，並測 試釋出的氣體。若釋出的是氧 氣，帶火星的木條會復燃。
鈣與冷水的反應。
05 金屬的活性
23
5.3.2.4 鎂與水蒸氣的反應
鎂與冷水幾乎沒有反應，與熱水才有緩慢 反應，生成氫氧化鎂 (微溶於水) 和氫。
鎂 + 水(熱) 氫氧化鎂 + 氫 但是如果改用水蒸氣，反應則會相當劇烈。 鎂 + 水蒸氣 氧化鎂 + 氫
05 金屬的活性
24
05 金屬的活性
51
用其他金屬還原 (4)
還原
氧化鐵(III) + 鋁 鐵 + 氧化鋁 + 熱能
氧化
05 金屬的活性
8
52
用碳還原
在本生燈的火焰溫度 (可高達1200C)下，
碳可把氧化鉛(II) 及其他活性序中位置低
於鉛的金屬的氧化物還原。例如︰
氧化鉛(II) + 碳 → 鉛 + 二氧化碳
< K ；第 II 族則為 Be < Mg < Ca。
05 金屬的活性
38
失去電子的傾向遞增
金屬的活性遞增
族
失
I
II III
去金 電屬
Li Be
子的
的 傾 向 遞
活 性 遞 增
週2 期3
Na K
Mg Ca
Al
增
4
金屬失去電子的傾向 (及其活性) 在同週期中由左至右 遞減，而在同族中由上至下遞增。
05 金屬的活性
39
金屬在活性序的位置越高，表示其活性越 高，它的原子越容易失去最外層電子而形 成陽離子。
05 金屬的活性
7
40
5.6 活性序的應用
金屬氧化物的還原作用 金屬在水溶液中的置換反應
05 金屬的活性
41
5.6.1 金屬氧化物的還原作用
5.6.1.1 氧化作用和還原作用 鎂在氧中燃燒，生成氧化鎂。 把氧加入物質的過程稱為氧化作用。
出來。
05 金屬的活性
55
銅線 銀晶體
銅從硝酸銀水溶液中置換出銀。留意在銅 線上生成的銀晶體及剩下的淺藍色溶液。
05 金屬的活性
32
金屬 + 氫氯酸 金屬氯化物 + 氫或
金屬 + 硫酸 金屬硫酸盬 + 氫
鉀K 鈉 Na 鈣 Ca 鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb 銅 Cu 汞 Hg 銀 Ag 金 Au
爆炸性 反應
與酸有反應， 反應速率向 下遞減
極慢反應
沒有反應
金屬與稀 氫氯酸/ 稀硫酸反 應的活性 向下遞減
濕沙
鎂帶
加熱
導管
氫 水
水槽
熾熱的鎂與水蒸氣的反應。
05 金屬的活性
25
鎂與冷水的反應。
05 金屬的活性
26
5.3.2.5 鋅和鐵與水蒸氣的反應
鋅和鐵與冷水或熱水均沒有反應，加熱後 才能與水蒸氣反應，情況與鎂相似，但鋅 反應的劇烈程度低於鎂，而鐵反應的劇烈 程度則更低。
鋅 + 水蒸氣 氧化鋅 + 氫 鐵 + 水蒸氣 氧化鐵(II,III) + 氫
7
05 金屬的活性
35
5.5 為什麼金屬各有不同的活性?
金屬反應時會失去電子。 金屬的活性與其失去電子的難易程度有關。
05 金屬的活性
36
5.5.1 金屬反應時會失去電子
鎂與氧反應生成氧化鎂。反應中，每個鎂 原子失去兩個電子，變為鎂離子。
因此鎂是電子給予體 。 鎂失去的電子會被氧原子接收，氧原子會
鉀K 鈉 Na 鈣 Ca 鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb 銅 Cu 汞 Hg 銀 Ag 金 Au
金屬與冷水 反應
加熱後的金 屬與水蒸氣 反應
加熱後的金 屬與水或水 蒸氣均沒有 反應
金屬與水反 應的活性向 下遞減
2, 3, 4
一些常見金屬與水/水蒸氣的的反應。
05 金屬的活性
29
5.3.3 金屬與稀氫氯酸的反應
將金屬置於稀氫氯酸中會生成金屬氯化物 和釋出氫氣。
鋅 + 氫氯酸 氯化鋅 + 氫 放熱
05 金屬的活性
30
鋅與氫氯酸的反應。
05 金屬的活性
31
5.3.4 金屬與稀硫酸的反應
反應與稀氫氯酸的相似。 會生成金屬硫酸鹽和釋出氫氣。 鋅 + 硫酸 硫酸鋅 + 氫 放熱
鎂
被氧化為
氧化鎂
05 金屬的活性
42
利用某些方法把氧化鎂轉化為鎂 從物質中移去氧的過程稱為還原作用。
被還原為
氧化鎂
鎂
05 金屬的活性
43
5.6.1.2 還原金屬氧化物
金屬在活性序的位置越低，其化合物越不 穩定，故其氧化物越容易被還原。
05 金屬的活性
44
鉀K
鈉 Na
鈣 Ca
金
金 屬 的 活 性 向
中三化學
第五課 金屬的活性
05 金屬的活性
1
本章內容
5.1 金屬的不同活性 5.2 把五種金屬按活性依次排列 5.3 比較常見金屬的活性 5.4 金屬的活性序 5.5 為什麼金屬各有不同的活性﹖ 5.6 活性序的應用 5.7 從礦石中提取金屬
05 金屬的活性
2
5.1 金屬的不同活性
不同的金屬具有不同的活性。 鉀較金活潑，換句話說，鉀的活性比
05 金屬的活性
6
鈉是活潑的金屬，能在氧氣中燃燒，釋出大量熱能。
05 金屬的活性
7
鈣
鎂
鐵
活性遞減
鉛
銅
把五種金屬按活性依次排列。
05 金屬的活性
8
5.3 比較常見金屬的活性
金屬與空氣的反應 金屬與水的反應 金屬與稀氫氯酸的反應 金屬與稀硫酸的反應
05 金屬的活性
9
5.3.1 金屬與空氣的反應
12
金屬
鉛
銅 汞 銀
金
反應條件/ 可觀察到的變化
文字方程式
強熱下熔化成銀色顆粒；鉛表面生 不 成粉末 (高溫時呈橙色，冷卻後呈 會 黃色) 燃 極強熱下銅表面變為黑色 燒
極強熱下汞表面生成紅色粉末
極強熱下仍無明顯變化 無 反 應 極強熱下仍無明顯變化
鉛 + 氧 氧化鉛 (II) PbO
銅 + 氧 氧化銅 (II) CuO 汞 + 氧 氧化汞 (II) HgO
05 金屬的活性
48
用其他金屬還原 (1)
把金屬氧化物還原 (為金屬) 的另一方法， 就是把氧化物與另一個活性序中位置較高 的金屬共熱。
把乾燥的鎂粉末與氧化銅(II) 共熱，會產 生劇烈反應。
由於鎂較銅活潑，因此鎂會奪去氧化銅(II) 中的氧。
05 金屬的活性
49
用其他金屬還原 (2)
鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb
屬 氧 化 物 越 易
下
銅 Cu
還
漸 降
汞 Hg
原
銀 Ag
金 Au
金屬在活性序中的位置越低，其氧化物越易還原。
05 金屬的活性
45
還原金屬氧化物的方法
把金屬氧化物還原 (形成金屬) 的三種主 要方法：
把金屬氧化物單獨加熱。 用另一種金屬還原金屬氧化物。 用碳還原金屬氧化物。
05 金屬的活性
15
我們可憑金屬的外觀和貯存方法來粗略估計某金屬的活性。
05 金屬的活性
16
5.3.2 金屬與水的反應
研究不同金屬與水的反應
將測試的金屬 加入冷水裡
假若沒有反應
才用熱水甚 至水蒸氣
05 金屬的活性
17
5.3.2.1 鉀與水的反應
1. 把一小塊鉀放入水中 2. 鉀會在水面急速移動 3. 發出「嘶嘶」聲 4. 燃燒起來並產生淡紫色火焰 5. 鉀 + 水 氫氧化鉀水溶液 + 氫 6. 生成的氫氧化鉀水溶液呈鹼性，故能
05 金屬的活性
27
5.3.2.6 鋁與水蒸氣的反應
加熱後的鋁與水蒸氣似乎沒有反應。這是 因為鋁金屬的表面通常蓋著一層薄薄的氧 化鋁，這保護層能防止鋁與其他物質反應。
假若除去這層保護層，鋁的真正活性應鋅 為高，但較鎂為低。
05 金屬的活性
28
金屬 + 水 金屬氫氧化物 + 氫
金屬 + 水蒸氣 金屬氧化物 + 氫
黃色
灰色
氧化銅(II) + 碳 → 銅 + 二氧化碳
黑道
紅棕色
高溫能使碳的還原能力大大增強，例如在
1500 C，碳甚至能還原氧化鋅。
05 金屬的活性
53
氧化物
K2O Na2O CaO MgO
Al2O3 ZnO Fe2O3 PbO CuO
與碳共熱
沒有反應
在ZnO至CuO之間， 位置越低的氧化物越容易被還原
常見金屬與稀氫氯酸或稀硫酸反應的活性。
05 金屬的活性
33
活潑的金屬與稀氫氯酸和硫酸反應，釋出 氫氣。
5, 6
05 金屬的活性
34
5.4 金屬的活性序
鉀K 鈉 Na
最活潑
鈣 Ca
鎂 Mg
鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe
活性向下遞減
鉛 Pb
銅 Cu
汞 Hg 銀 Ag
最不活潑
金 Au
常見金屬的活性序。
05 金屬的活性
20
鈉與水產生的反應。
05 金屬的活性
21
5.3.2.3 鈣與水的反應
鈣與鉀和鈉不同，它的密度高於水。 1. 當我們把鈣粒加入水時，它會沉於水底，
徐徐釋出無色氣泡 2. 鈣粒會逐漸變小，直至消失 3. 餘下的是乳濁的懸浮體 4. 鈣 + 水 氫氧化鈣 + 氫
05 金屬的活性
22
還原
氧化銅(II) + 鎂 銅 +
黑色
暗氧灰化色鎂紅棕色 白色
氧化
05 金屬的活性
50
用其他金屬還原 (3)
另一方面，把氧化鎂和銅的混合物加熱， 卻沒有反應。
這是因為銅不及鎂活潑，所以不能把氧化 鎂中的氧奪去。
當點燃鋁粉和氧化鐵(III) 粉末的混合物 時，會產生極劇烈反應 (稱為鋁熱反應) ， 過程中釋出大量熱能。
使紅色石蕊變為藍色。
05 金屬的活性
18
鉀與水產生劇烈反應。
05 金屬的活性
19
5.3.2.2 鈉與水的反應
鈉和水的反應與鉀和水的相似，但並沒有 那麼劇烈。
把一小塊鈉加入水中，鈉會在水面急速移 動，體積變得越來越小。
生成的氫氧化鈉溶液亦呈鹼性︰ 鈉 + 水 氫氧化鈉水溶液 + 氫
05 金屬的活性
37
5.5.2 活性與失去電子的難易程度
金屬活性的高低取決於其失去電子的難易 程度。
同週期中由左至右遞減。 同族中由上至下遞增。 所以在第三週期，活性的遞減次序是 Na >
Mg > Al。 而在第 I 族，活性的遞增次序是 Li < Na
大部分金屬在空氣中加熱時，會與氧 結合生成金屬氧化物。
表5.1摘錄了一些常見金屬與空氣反應 時的情況。各金屬已按其活性的遞減 次序列出。
05 金屬的活性
10
鎂在空氣中燃燒。
1
05 金屬的活性
11
金屬
鉀 鈉 鈣 鎂 鋁 鋅 鐵
反應條件/ 可觀察到的變化
微熱下便猛烈地燃燒，產生淡紫 色火焰；生成橙色粉末
05 金屬的活性
文字方程式
鉀 + 氧 超氧化鉀， KO2
鈉 + 氧 氧化鈉， Na2O
鈣 + 氧 氧化鈣， CaO
鎂 + 氧 氧化鎂， MgO
鋁 + 氧 氧化鋁， Al2O3
鋅 + 氧 氧化鋅， ZnO
鐵 + 氧 氧化鐵(II， III) (含有氧化鐵(II) 和 氧化鐵(III))， Fe3O4
金高。 活性是指反應的難易程度。
05 金屬的活性
3
鉀與水產生劇烈反應
05 金屬的活性
4
這天然金塊在地下埋藏了數億年，出土後仍閃閃生輝
05 金屬的活性
5
ห้องสมุดไป่ตู้
5.2 把五種金屬按活性依次排列
比較不同金屬的活性︰ 1. 能產生反應的最低溫度 2. 反應的速率 (速度) 3. 反應過程中釋出熱能的多寡
微熱下便猛烈地燃燒，產生金黃 色火焰；生成白色粉末
強熱下頗猛烈地燃燒，產生磚紅色火
會 焰；生成白色粉末
燃 燒
強熱下才能燃燒，產生眩目的白 光；生成白色粉末
強熱下才可使鋁粉末燃燒；反應 時放出大量熱能，生成白色粉末
強熱下才可使鋅粉末燃燒；反應時放 出熱能；生成粉末 (高溫時呈黃色， 冷卻後呈白色)
強熱下才可使鐵粉末燃燒；燃燒時帶 黃色陣雨般的火花；生成黑色固體
表5.1 一些常見金屬與空氣的反應。
05 金屬的活性
13
5.3.1.1 金屬的外觀和貯存方法
任何剛切開的金屬表面均具光澤，但極活 潑的金屬如暴露在空氣中，其光亮的表面 很快便會變為暗晦。
因為表面生成一層氧化物。 極活潑的金屬 (如鉀和鈉) 必須貯於石蠟油
中。
05 金屬的活性
14
剛切開的鉀金屬切面有光澤，但露置於空氣中數秒後便會變為暗晦。
HgO Ag2O
單獨加熱亦能分解為金屬
在1500℃下用碳還原金屬氧化物。
9
05 金屬的活性
54
5.6.2 金屬在水溶液中的置換反應
銅與硝酸銀水溶液的反應
把銅放入硝酸銀水溶液，銅會慢慢溶解， 表面會生成一些閃亮的銀晶體。
銅 + 硝酸銀水溶液 → 硝酸銅水溶液 + 銀 無色 藍色
我們說銅把銀金屬從硝酸銀水溶液中置換
05 金屬的活性
46
把金屬礦石單獨加熱 (1)
一些不活潑的金屬可單靠烤焙 (加熱) 礦石 來提取。
例如：銀、汞
氧化汞(II) → 汞 + 氧
紅
銀色
氧化銀 → 銀 + 氧
棕黑色 銀色
05 金屬的活性
47
把金屬礦石單獨加熱 (2)
硬玻璃 試管
加熱
帶火星 的木條
金屬氧 化物
把金屬氧化物強烈加熱，並測 試釋出的氣體。若釋出的是氧 氣，帶火星的木條會復燃。
鈣與冷水的反應。
05 金屬的活性
23
5.3.2.4 鎂與水蒸氣的反應
鎂與冷水幾乎沒有反應，與熱水才有緩慢 反應，生成氫氧化鎂 (微溶於水) 和氫。
鎂 + 水(熱) 氫氧化鎂 + 氫 但是如果改用水蒸氣，反應則會相當劇烈。 鎂 + 水蒸氣 氧化鎂 + 氫
05 金屬的活性
24
05 金屬的活性
51
用其他金屬還原 (4)
還原
氧化鐵(III) + 鋁 鐵 + 氧化鋁 + 熱能
氧化
05 金屬的活性
8
52
用碳還原
在本生燈的火焰溫度 (可高達1200C)下，
碳可把氧化鉛(II) 及其他活性序中位置低
於鉛的金屬的氧化物還原。例如︰
氧化鉛(II) + 碳 → 鉛 + 二氧化碳
< K ；第 II 族則為 Be < Mg < Ca。
05 金屬的活性
38
失去電子的傾向遞增
金屬的活性遞增
族
失
I
II III
去金 電屬
Li Be
子的
的 傾 向 遞
活 性 遞 增
週2 期3
Na K
Mg Ca
Al
增
4
金屬失去電子的傾向 (及其活性) 在同週期中由左至右 遞減，而在同族中由上至下遞增。
05 金屬的活性
39
金屬在活性序的位置越高，表示其活性越 高，它的原子越容易失去最外層電子而形 成陽離子。
05 金屬的活性
7
40
5.6 活性序的應用
金屬氧化物的還原作用 金屬在水溶液中的置換反應
05 金屬的活性
41
5.6.1 金屬氧化物的還原作用
5.6.1.1 氧化作用和還原作用 鎂在氧中燃燒，生成氧化鎂。 把氧加入物質的過程稱為氧化作用。
出來。
05 金屬的活性
55
銅線 銀晶體
銅從硝酸銀水溶液中置換出銀。留意在銅 線上生成的銀晶體及剩下的淺藍色溶液。
05 金屬的活性
32
金屬 + 氫氯酸 金屬氯化物 + 氫或
金屬 + 硫酸 金屬硫酸盬 + 氫
鉀K 鈉 Na 鈣 Ca 鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb 銅 Cu 汞 Hg 銀 Ag 金 Au
爆炸性 反應
與酸有反應， 反應速率向 下遞減
極慢反應
沒有反應
金屬與稀 氫氯酸/ 稀硫酸反 應的活性 向下遞減
濕沙
鎂帶
加熱
導管
氫 水
水槽
熾熱的鎂與水蒸氣的反應。
05 金屬的活性
25
鎂與冷水的反應。
05 金屬的活性
26
5.3.2.5 鋅和鐵與水蒸氣的反應
鋅和鐵與冷水或熱水均沒有反應，加熱後 才能與水蒸氣反應，情況與鎂相似，但鋅 反應的劇烈程度低於鎂，而鐵反應的劇烈 程度則更低。
鋅 + 水蒸氣 氧化鋅 + 氫 鐵 + 水蒸氣 氧化鐵(II,III) + 氫
7
05 金屬的活性
35
5.5 為什麼金屬各有不同的活性?
金屬反應時會失去電子。 金屬的活性與其失去電子的難易程度有關。
05 金屬的活性
36
5.5.1 金屬反應時會失去電子
鎂與氧反應生成氧化鎂。反應中，每個鎂 原子失去兩個電子，變為鎂離子。
因此鎂是電子給予體 。 鎂失去的電子會被氧原子接收，氧原子會
鉀K 鈉 Na 鈣 Ca 鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb 銅 Cu 汞 Hg 銀 Ag 金 Au
金屬與冷水 反應
加熱後的金 屬與水蒸氣 反應
加熱後的金 屬與水或水 蒸氣均沒有 反應
金屬與水反 應的活性向 下遞減
2, 3, 4
一些常見金屬與水/水蒸氣的的反應。
05 金屬的活性
29
5.3.3 金屬與稀氫氯酸的反應
將金屬置於稀氫氯酸中會生成金屬氯化物 和釋出氫氣。
鋅 + 氫氯酸 氯化鋅 + 氫 放熱
05 金屬的活性
30
鋅與氫氯酸的反應。
05 金屬的活性
31
5.3.4 金屬與稀硫酸的反應
反應與稀氫氯酸的相似。 會生成金屬硫酸鹽和釋出氫氣。 鋅 + 硫酸 硫酸鋅 + 氫 放熱
鎂
被氧化為
氧化鎂
05 金屬的活性
42
利用某些方法把氧化鎂轉化為鎂 從物質中移去氧的過程稱為還原作用。
被還原為
氧化鎂
鎂
05 金屬的活性
43
5.6.1.2 還原金屬氧化物
金屬在活性序的位置越低，其化合物越不 穩定，故其氧化物越容易被還原。
05 金屬的活性
44
鉀K
鈉 Na
鈣 Ca
金
金 屬 的 活 性 向
中三化學
第五課 金屬的活性
05 金屬的活性
1
本章內容
5.1 金屬的不同活性 5.2 把五種金屬按活性依次排列 5.3 比較常見金屬的活性 5.4 金屬的活性序 5.5 為什麼金屬各有不同的活性﹖ 5.6 活性序的應用 5.7 從礦石中提取金屬
05 金屬的活性
2
5.1 金屬的不同活性
不同的金屬具有不同的活性。 鉀較金活潑，換句話說，鉀的活性比
05 金屬的活性
6
鈉是活潑的金屬，能在氧氣中燃燒，釋出大量熱能。
05 金屬的活性
7
鈣
鎂
鐵
活性遞減
鉛
銅
把五種金屬按活性依次排列。
05 金屬的活性
8
5.3 比較常見金屬的活性
金屬與空氣的反應 金屬與水的反應 金屬與稀氫氯酸的反應 金屬與稀硫酸的反應
05 金屬的活性
9
5.3.1 金屬與空氣的反應
12
金屬
鉛
銅 汞 銀
金
反應條件/ 可觀察到的變化
文字方程式
強熱下熔化成銀色顆粒；鉛表面生 不 成粉末 (高溫時呈橙色，冷卻後呈 會 黃色) 燃 極強熱下銅表面變為黑色 燒
極強熱下汞表面生成紅色粉末
極強熱下仍無明顯變化 無 反 應 極強熱下仍無明顯變化
鉛 + 氧 氧化鉛 (II) PbO
銅 + 氧 氧化銅 (II) CuO 汞 + 氧 氧化汞 (II) HgO
05 金屬的活性
48
用其他金屬還原 (1)
把金屬氧化物還原 (為金屬) 的另一方法， 就是把氧化物與另一個活性序中位置較高 的金屬共熱。
把乾燥的鎂粉末與氧化銅(II) 共熱，會產 生劇烈反應。
由於鎂較銅活潑，因此鎂會奪去氧化銅(II) 中的氧。
05 金屬的活性
49
用其他金屬還原 (2)
鎂 Mg 鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe 鉛 Pb
屬 氧 化 物 越 易
下
銅 Cu
還
漸 降
汞 Hg
原
銀 Ag
金 Au
金屬在活性序中的位置越低，其氧化物越易還原。
05 金屬的活性
45
還原金屬氧化物的方法
把金屬氧化物還原 (形成金屬) 的三種主 要方法：
把金屬氧化物單獨加熱。 用另一種金屬還原金屬氧化物。 用碳還原金屬氧化物。
05 金屬的活性
15
我們可憑金屬的外觀和貯存方法來粗略估計某金屬的活性。
05 金屬的活性
16
5.3.2 金屬與水的反應
研究不同金屬與水的反應
將測試的金屬 加入冷水裡
假若沒有反應
才用熱水甚 至水蒸氣
05 金屬的活性
17
5.3.2.1 鉀與水的反應
1. 把一小塊鉀放入水中 2. 鉀會在水面急速移動 3. 發出「嘶嘶」聲 4. 燃燒起來並產生淡紫色火焰 5. 鉀 + 水 氫氧化鉀水溶液 + 氫 6. 生成的氫氧化鉀水溶液呈鹼性，故能
05 金屬的活性
27
5.3.2.6 鋁與水蒸氣的反應
加熱後的鋁與水蒸氣似乎沒有反應。這是 因為鋁金屬的表面通常蓋著一層薄薄的氧 化鋁，這保護層能防止鋁與其他物質反應。
假若除去這層保護層，鋁的真正活性應鋅 為高，但較鎂為低。
05 金屬的活性
28
金屬 + 水 金屬氫氧化物 + 氫
金屬 + 水蒸氣 金屬氧化物 + 氫
黃色
灰色
氧化銅(II) + 碳 → 銅 + 二氧化碳
黑道
紅棕色
高溫能使碳的還原能力大大增強，例如在
1500 C，碳甚至能還原氧化鋅。
05 金屬的活性
53
氧化物
K2O Na2O CaO MgO
Al2O3 ZnO Fe2O3 PbO CuO
與碳共熱
沒有反應
在ZnO至CuO之間， 位置越低的氧化物越容易被還原
常見金屬與稀氫氯酸或稀硫酸反應的活性。
05 金屬的活性
33
活潑的金屬與稀氫氯酸和硫酸反應，釋出 氫氣。
5, 6
05 金屬的活性
34
5.4 金屬的活性序
鉀K 鈉 Na
最活潑
鈣 Ca
鎂 Mg
鋁 Al 鋅 Zn 鐵 Fe
活性向下遞減
鉛 Pb
銅 Cu
汞 Hg 銀 Ag
最不活潑
金 Au
常見金屬的活性序。
05 金屬的活性
20
鈉與水產生的反應。
05 金屬的活性
21
5.3.2.3 鈣與水的反應
鈣與鉀和鈉不同，它的密度高於水。 1. 當我們把鈣粒加入水時，它會沉於水底，
徐徐釋出無色氣泡 2. 鈣粒會逐漸變小，直至消失 3. 餘下的是乳濁的懸浮體 4. 鈣 + 水 氫氧化鈣 + 氫
05 金屬的活性
22
還原
氧化銅(II) + 鎂 銅 +
黑色
暗氧灰化色鎂紅棕色 白色
氧化
05 金屬的活性
50
用其他金屬還原 (3)
另一方面，把氧化鎂和銅的混合物加熱， 卻沒有反應。
這是因為銅不及鎂活潑，所以不能把氧化 鎂中的氧奪去。
當點燃鋁粉和氧化鐵(III) 粉末的混合物 時，會產生極劇烈反應 (稱為鋁熱反應) ， 過程中釋出大量熱能。
使紅色石蕊變為藍色。
05 金屬的活性
18
鉀與水產生劇烈反應。
05 金屬的活性
19
5.3.2.2 鈉與水的反應
鈉和水的反應與鉀和水的相似，但並沒有 那麼劇烈。
把一小塊鈉加入水中，鈉會在水面急速移 動，體積變得越來越小。
生成的氫氧化鈉溶液亦呈鹼性︰ 鈉 + 水 氫氧化鈉水溶液 + 氫