第二節 金屬與水的反應

下表列出了一些常見金屬與水反應時,可觀察到的現象。其中,哪些反應很容易發生,哪些難以發生?哪些反應十分劇烈,哪些比較溫和呢?

金屬 金屬與水反應的實驗影片 與水反應的條件和可觀察到的現象 文字反應式
鉀 (\(\ce{K}\)) 鉀與水的反應
  • 冷水迅速反應;
  • 反應中,鉀浮在水面上,熔化成銀色小球,在水面上急速移動,並發出「嘶嘶」聲;
  • 鉀自動著火燃燒,產生淡紫色火焰,並輕微爆炸
\(\ce{鉀 + 水 -> 氫氧化鉀 + 氫}\)
鈉 (\(\ce{Na}\)) 鈉與水的反應
  • 冷水迅速反應;
  • 反應中,鈉浮在水面上,熔化成銀色小球,在水面上急速移動,並發出「嘶嘶」聲
\(\ce{鈉 + 水 -> 氫氧化鈉 + 氫}\)
鈣 (\(\ce{Ca}\)) 鈣與水的反應 (YouTube)
  • 可與冷水反應;
  • 反應中,鈣沉在水底,緩緩地釋放出無色氣泡,生成微溶於水的白色固體 (氫氧化鈣)
\(\ce{鈣 + 水 -> 氫氧化鈣 + 氫}\)
鎂 (\(\ce{Mg}\)) 鎂與水的反應
鎂與水蒸氣的反應 (YouTube)
  • 冷水幾乎不反應
  • 熱水緩慢反應,生成氫氧化鎂和氫。
  • 水蒸氣劇烈反應,發出強烈白光,生成白色粉末 (氧化鎂),並釋放出氫。
\(\ce{ 鎂 + 水 ->[加熱] 氫氧化鎂 + 氫}\)
\(\ce{ 鎂 + 水蒸氣 -> 氧化鎂 + 氫}\)
鋁 (\(\ce{Al}\))
  • 與水蒸氣反應,但反應很快終止 (因為鋁表面會形成氧化鋁保護層,阻止反應繼續進行)
\(\ce{鋁 + 水蒸氣 -> 氧化鋁 + 氫}\)
鋅 (\(\ce{Zn}\))
  • 與冷水或熱水均不反應;
  • 水蒸氣反應,生成氧化鋅和氫,但反應劇烈程度低於鎂
\(\ce{鋅 + 水蒸氣 -> 氧化鋅 + 氫}\)
鐵 (\(\ce{Fe}\))
  • 與冷水或熱水均不反應;
  • 水蒸氣反應,生成氧化鐵(\(\text{II, III}\))和氫,但反應劇烈程度低
\(\ce{鐵 + 水蒸氣 -> 氧化鐵(II, III) + 氫}\)
鉛 (\(\ce{Pb}\)) 與水或水蒸氣均無反應 --
銅 (\(\ce{Cu}\)) 與水或水蒸氣均無反應 --
汞 (\(\ce{Hg}\)) 與水或水蒸氣均無反應 --
銀 (\(\ce{Ag}\)) 與水或水蒸氣均無反應 --
金 (\(\ce{Au}\)) 與水或水蒸氣均無反應 --
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