通过三个实验,我们可以了解金属之间活泼性的差异。首先是把镁、铝、铁、铜和金这些常见金属放在空气中。给这些金属暴露在空气中后,观察它们的氧化速度,我们就能看出它们谁更活泼。 实验结果显示,镁和铝在空气中燃烧,火星四射;铝表面迅速形成一层致密的白色膜;铁生锈缓慢,铜表面出现绿斑;金几乎没有变化。这个结果给我们提供了一个结论:越容易与氧气反应的金属,活泼性就越高。 第二个实验是观察金属与酸反应时产生的氢气量。我们分别把铝、铁和铜放入稀盐酸和稀硫酸中。实验结果显示,铝和铁产生了大量气泡,而铜没有任何反应。另外铝产生的气泡比铁多。因此我们可以推断出铝比铁更活泼。这个实验给我们明确了金属与酸反应时活泼性的顺序:铝>铁>铜。 最后一个实验是用三种不同的金属分别放入含有盐溶液中。根据较活泼金属能把不活泼金属从盐溶液中置换出来这个原理,我们把铝、铁和铜分别放进硫酸铜溶液中。 结果显示铝放进硫酸铜溶液后蓝色溶液消失并析出红色固体;铁放进硫酸铜溶液后蓝色溶液也消失并析出红色固体;铜放进硫酸铝溶液中却没有任何变化。这个实验给我们得出了一个结论:这三个金属之间的活泼性顺序是Al>Cu>Ag。 需要注意的是在这个过程中, 铁和化合物发生反应时, 铁元素通常呈现为+2价态, 而且在观察现象时要关注两个变化:置换出的金属会附着在原金属表面,并且溶液颜色会褪色或变深; 还有就是这个反应必须是在水溶性化合物的溶液中进行才会发生, 如果是不溶于水的金属化合物一般不会发生置换, 比如Fe和AgCl就不会发生置换反应。