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金属与水反应的规律
来源:氢分子产业网 发表时间:2018-1-31 10:35:52 阅读:23799

 

金属与水反应的规律是:

1KCaNa等金属和冷水作用,生成可溶性碱和H2

2Na+2H2O=2NaOH+H2

2Mg和冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,Al与冷水很难反应,与沸水能反应,生成不溶性碱和氢气。

Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2

3ZnFeSnPb和高温水蒸气反应,生成不溶性氧化物和H2

3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2

Zn+H2O(g)=ZnO+H2

4CuHgAgPtAu不与水反应。

活泼金属都可与与非氧化性酸中的氢离子反应,释放出氢气。同样的,水中的氢离子也可以与金属反应,只不过由于水中的氢离子的浓度比酸中的氢离子浓度抵得多,从而使金属与水反应比与酸反应慢得多。

 

    就像我们开头说的,活泼金属与水反应的剧烈程度不同。是哪些因素在影响活泼金属与水反应的速度呢?

 

      我们知道,活泼金属与水反应的生成物是氢气和与金属对应的氢氧化物。那么,反应生成的氢氧化物是否可溶就成了让金属与水反应是否快、完全的重要因素之一。像氢氧化钠,20℃时它的溶解度达到了26.4g100g水。正因为氢氧化钠的溶解度比较大,所以它不会阻止金属钠与水的反应,使反应完全。钾、钙与水的反应与其相似。而与之不同的是,氢氧化镁、氢氧化铝溶解度比较小,生成后,会覆盖在金属表面,使金属与水隔绝,反应很快停止。

 

而温度呢?

升高温度可以使氢氧化物溶解度增大,而金属与H3O+的反应是放热的。但是由于需要升高温度的反应(如镁与水、铝与水的反应等)却因为反应量太小,得不到足够的热量而没有明显的作用。所以,对于上述反应,加热是促进反应的方法之一。

 

      特别地,对于氢氧化物显两性的元素,可以用强碱代替水与之反应,使得反应更快。但是像铁等金属,即便是加热,反应也十分艰难。这个时候,我们用水蒸气与之反应。

 

      既然我们常见的金属都可以与水反应,使金属氧化,那么就牵涉到金属防护的问题。一般我们用铁制品或钢精制品,和所有活泼金属一样,铁和铝不能放入非氧化性强酸中,而对于氧化性酸,我们只要控制好温度(室温),铁、铝也可以因钝化而免于腐蚀。但是,铝容易与碱反应,所以使用铝制品时要注意,不要盛放碱性较强的溶液。对于铁,如果不是不锈钢制品,应当注意防水,每次用完铁制品后要把水擦干,以防止铁生锈。对于不锈钢,虽然它难生锈,但最好不要长时间地用它装酸性溶液,更不要装强酸性的溶液。

 

某些金属在常温下不易与水反应,但在高温下反应却很剧烈,如铁。曾经有一个炼铁车间的铁水遇到了水,反应生成的大量氢气立即燃烧、爆炸,致使整个车间被炸平了。所以在炼铁、铝等活泼金属时,一定不能让金属沾到水!

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