钠、钾等活泼
金属
,第一族除了锂
活泼金属都可以与
非氧化性酸
中的
氢离子
反应,放出氢气;同样地,
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
比酸中的氢离子的浓度低得多,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26.4g/100g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!
最活泼的金属,碰到水之后反应这么剧烈,涨见识了