Электрохимический ряд напряжений металлов
Опорный конспект № 7.1 Электрохимический ряд напряжений металлов.
Проверяемый элемент содержания: ОГЭ 4.3. Физические и химические свойства простых веществ-металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов.
Вернуться к Списку конспектов
Как сравнить активность металлов
Все металлы разные. Одни бурно реагируют с водой (натрий, калий), другие — только с кислотами (цинк, железо), а третьи — вообще ни с чем (золото, платина). Как понять, какой металл активнее?
📌 Для этого существует электрохимический ряд напряжений металлов (его также называют рядом активности металлов или рядом стандартных электродных потенциалов).
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H₂), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
💡 Этот ряд показывает, насколько легко металл отдаёт электроны. Чем левее стоит металл, тем он активнее (лучше восстановитель).
Интересный факт: самый активный металл — литий Li (хотя в некоторых школах говорят, что франций Fr, но он радиоактивен и почти не изучен). А самый неактивный из известных — золото Au.
Что показывает ряд напряжений
📌 Ряд напряжений позволяет предсказывать три важных свойства металлов:
- Взаимодействие с водой
- Взаимодействие с кислотами
- Взаимодействие с солями (замещение)
⚠️ Запомните: металл, стоящий левее в ряду, активнее и вытесняет металл, стоящий правее, из его солей.
1. Взаимодействие металлов с водой
📌 Способность металлов реагировать с водой зависит от их положения в ряду напряжений.
| Положение в ряду | Как реагируют с водой | Примеры |
| От Li до Mg (активные) | Реагируют с водой при обычных условиях с выделением H₂ | 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂↑ (медленно) |
| От Al до Pb (средней активности) | Реагируют с водой только при нагревании (или с водяным паром) | 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂↑ (t°) |
| От Cu до Au (неактивные) | Не реагируют с водой | Cu + H₂O → реакция не идёт |
⚠️ Обратите внимание: алюминий (Al) и марганец (Mn) — исключения. Они очень активны, но покрыты оксидной плёнкой, которая защищает их от воды. При удалении плёнки (амальгамированием) они реагируют.
2. Взаимодействие металлов с кислотами
📌 Металлы, стоящие до водорода (H₂) в ряду напряжений, реагируют с разбавленными кислотами (HCl, H₂SO₄ разб.) с выделением водорода.
📌 Металлы, стоящие после водорода, с разбавленными кислотами не реагируют.
Примеры
- Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (цинк до H₂ → реакция идёт)
- Fe + H₂SO₄(разб.) → FeSO₄ + H₂↑ (железо до H₂ → реакция идёт)
- Cu + HCl → реакция НЕ ИДЁТ (медь после H₂)
⚠️ Исключение: концентрированная серная и азотная кислоты реагируют с металлами иначе — водород не выделяется, а идёт восстановление серы или азота. Это особые свойства этих кислот.
💡 Например: Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O (водорода нет!).
3. Взаимодействие металлов с солями
📌 Более активный металл (стоящий левее) вытесняет менее активный (стоящий правее) из раствора его соли.
Более активный металл + соль менее активного → соль более активного + менее активный металл
Примеры
- Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓ (железо активнее меди → вытесняет)
- Zn + Pb(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Pb↓ (цинк активнее свинца → вытесняет)
- Cu + FeSO₄ → реакция НЕ ИДЁТ (медь менее активна, чем железо)
⚠️ Важное исключение: щелочные и щёлочноземельные металлы (Na, K, Ca) нельзя использовать для вытеснения металлов из солей! Они сначала реагируют с водой раствора, а не с солью.
Например: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ (а не вытеснение металла).
Как пользоваться рядом напряжений
📌 Для успешного решения заданий ОГЭ нужно запомнить несколько ключевых положений:
- Ряд напряжений — это шкала активности металлов.
- Чем левее металл — тем он активнее (сильнее восстановитель).
- Металлы до H₂ — вытесняют водород из разбавленных кислот.
- Металлы после H₂ — не вытесняют водород из разбавленных кислот.
- Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.
- Активные металлы (до Mg) реагируют с водой.
Пример задания из ОГЭ.
Задание. С каким из перечисленных веществ будет взаимодействовать цинк?
1) Вода
2) Раствор CuSO₄
3) Раствор ZnSO₄
4) Золото
Решение. Цинк в ряду напряжений: … Mg, Al, Zn, Cr, Fe, …
- С водой Zn не реагирует (только при нагревании).
- С раствором CuSO₄ — реагирует (Zn активнее Cu).
- С раствором ZnSO₄ — не реагирует (одинаковые металлы).
- С золотом не реагирует (оба металла).
✅ Ответ: 2) с раствором CuSO₄.
Практическое задание
📌 Задание 1. Используя ряд напряжений, определите, какие металлы будут вытеснять водород из разбавленной соляной кислоты:
- Al
- Cu
- Mg
- Ag
- Fe
📌 Задание 2. Какие реакции пойдут до конца?
- Cu + AgNO₃ →
- Ag + Cu(NO₃)₂ →
- Zn + Pb(NO₃)₂ →
- Pb + Zn(NO₃)₂ →
📌 Задание 3. Расположите металлы в порядке возрастания активности:
- Fe, Cu, Zn, Ag
- Na, Mg, Al, K
📌 Задание 4 (из ОГЭ). Железо не вытесняет медь из раствора:
- CuCl₂
- CuSO₄
- Cu(NO₃)₂
- Все приведённые соли вытесняет
⚡️ Проверьте себя:
- Задание 1: Al, Mg, Fe (они до H₂); Cu, Ag — не реагируют.
- Задание 2: 1 — идёт (Cu активнее Ag); 2 — не идёт; 3 — идёт (Zn активнее Pb); 4 — не идёт.
- Задание 3: 1) Ag → Cu → Fe → Zn; 2) Mg → Al → Na → K (усиление активности).
- Задание 4: 4 — железо вытесняет медь из всех растворимых солей меди.
Памятка
- ✅ Ряд напряжений металлов: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H₂), Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
- ✅ Чем левее металл — тем он активнее (лучше восстановитель).
- ✅ Металлы до H₂ — вытесняют водород из разбавленных кислот.
- ✅ Металлы после H₂ — не вытесняют водород из разбавленных кислот.
- ✅ Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.
- ✅ Щелочные и щёлочноземельные металлы с водой реагируют, а с солями — нет (сначала с водой).
Вы смотрели конспект урока химии по теме «Электрохимический ряд напряжений металлов». Выберите дальнейшее действие:
- Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
- Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии
