金屬與水、酸反應(yīng)的情況,一是與反應(yīng)物的本性有關(guān),即與金屬的活性和酸的性質(zhì)有關(guān);二是與生成物的性質(zhì)有關(guān);三是與反應(yīng)溫度、酸的濃度有關(guān)。
在常溫下純水的氫離子濃度為10(-7次方)g·mol-1,其EH+/H2=-0.41V。因此,E°<-0.41V的金屬都可能與水反應(yīng)。性質(zhì)很活波的金屬,如鈉、鉀在常溫下就與水劇烈地起反應(yīng)。鈣的作用比較緩和,鎂只能與沸水起反應(yīng),鐵則須在熾熱的狀態(tài)下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)。有些金屬如鎂等與水反應(yīng)生成的氫氧化物不溶于水,復(fù)蓋在金屬表面,在常溫時,就使反應(yīng)難于繼續(xù)進(jìn)行。
一般E°為負(fù)值的金屬都可以與非氧化性酸反應(yīng)放出氫氣。有一些金屬雖然E°為負(fù),但由于表面形成了很致密的氧化膜而“鈍化”,實際上難溶于酸。有的金屬與酸反應(yīng),由于生成難溶沉淀復(fù)蓋在金屬表面而使反應(yīng)難以進(jìn)行,例如,鉛與硫酸反應(yīng)生成PbSO4復(fù)蓋在鉛表面,因而難溶于硫酸。
E°為正值的金屬一般不容易被酸中的氫離子氧化,只能被氧化性的酸氧化、或在氧化劑的存在下,與非氧化性酸反應(yīng)。
有的金屬如鋁、鉻、鐵等在濃HNO3,濃H2SO4中由于鈍化而不發(fā)生作用。
金屬除了少數(shù)顯兩性以外,一般都不與堿起作用。鋅、鋁與強(qiáng)堿反應(yīng),生成氫和鋅酸鹽或鋁酸鹽,反應(yīng)如下:
Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
鈹、鋁、鎵、銦、錫等也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。
活潑金屬還可以把不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。從上述金屬參加的化學(xué)反應(yīng)來看,都是金屬原子中的電子轉(zhuǎn)給非金屬原子、氫離子或較不活潑的金屬陽離子,金屬被氧化。在這些反應(yīng)中,金屬都是還原劑。但是也有例外,例如,除了鹵素以外,金的電子親和勢比任何其它元素都要高,故可以預(yù)料能制得含Au-的化合物。的確,CsAu是一個含Au-的離子化合物。