金属活泼性顺序与金属提炼
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来自 LearnUp 教学团队的指南,发布于 BrainBuzz。
金属活泼性顺序把金属从最活泼到最不活泼排列,单这一顺序就能预测很多:哪种金属置换哪种、反应多剧烈,以及——关键的——从矿石提炼每种金属所需的方法。
关键信息
| 课题 | 周期表中的规律 |
| 最活泼 | 钾、钠、钙… |
| 最不活泼 | …铜、银、金 |
| 提炼 | 活泼性决定方法 |
这个顺序能预测什么
更活泼的金属与水、酸和氧气反应更剧烈,并会从化合物中置换较不活泼的金属。例如把铁放入硫酸铜溶液,铁置换出铜,因铁较活泼——这是经典的氧化还原反应。
提炼取决于活泼性
从矿石中得到金属的方式取决于其在顺序中的位置。位于碳之下的金属(如铁、锌、铅)可用碳还原提炼——较便宜、常用。位于碳之上的金属(如铝)太活泼,无法如此,须用电解,成本较高。最不活泼的金属(金)以游离态存在。
铁与铝
铁在高炉中被碳还原。铝比碳活泼,须电解其熔融的提纯矿石——这解释了为何铝虽蕴藏丰富,历史上却昂贵:定价的是电解所需的能量,而非稀缺。
生锈与防护
活泼性也解释腐蚀。铁在同时接触氧气与水时生锈;可用屏障法(油漆、油)或牺牲防护——附上锌等更活泼的金属,让它代替铁被腐蚀——来防止。
常见问题
活泼性顺序告诉你什么?
金属反应多剧烈、哪种置换哪种——更活泼的金属从化合物中置换较不活泼的。
金属为何提炼方式不同?
由活泼性决定:碳以下的金属可被碳还原;碳以上的(如铝)需电解。
铝为何用电解提炼?
它比碳活泼,碳无法还原它——须电解其熔融矿石,能耗高、成本大。
如何防止生锈?
用屏障法(油漆、油)或牺牲防护——附上锌等更活泼金属代替铁被腐蚀。