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金属与水反应是化学中的重要现象。不同金属与水反应的剧烈程度和现象完全不同,这主要取决于金属的活泼性。金属活泼性从钾、钠、钙到镁、锌、铁,再到铜、银、金,依次递减。活泼性越强的金属,与水反应越剧烈。
钠是极活泼的金属,与水反应非常剧烈。当钠块投入水中时,会立即发生激烈反应,产生大量氢气气泡。反应放出的热量使钠块熔化成银白色小球,在水面快速游动。氢气遇到高温可能被点燃,产生黄色火焰。同时生成氢氧化钠,使溶液呈强碱性。
镁是中等活泼的金属,在常温下与水反应非常缓慢,几乎观察不到现象。但在热水中,镁与水的反应明显加快。镁条表面会产生氢气气泡,同时生成白色的氢氧化镁沉淀,使溶液变得浑浊。这个反应需要加热才能进行得比较明显。
铜是不活泼金属的典型代表。无论在常温水中还是热水中,铜都不会与水发生反应。铜片在水中保持原来的状态,不产生气体,不生成沉淀,水溶液也没有任何变化。这是因为铜的活泼性很低,无法置换出水中的氢。类似的不活泼金属还有银和金。
通过学习不同金属与水的反应,我们可以总结出重要规律。金属的活泼性决定了反应的剧烈程度。极活泼的钠、钾与冷水就能剧烈反应,中等活泼的镁、锌需要加热条件,而不活泼的铜、银、金则完全不与水反应。这些反应现象帮助我们理解金属的化学性质。