在金属和盐溶液反应的教学中,我们经常遇到类似问题,比如说谁和谁先反应?目前一般都这样讲授,还归纳成口诀:一金多盐,盐弱盐优先;一盐多金,金强金优先。更有甚者,在习题教学中,还做如下处理,金属活动性强的金属反应完之后,才轮到弱的金属反应。
比如说,锌和铝同时放入硫酸铜溶液中,按照习惯性认为,铝先反应,反应完之后锌再反应。
上述未打磨的铝片和锌片同时放入硫酸铜溶液中,首先发现锌表面变黑,铝片无明显变化。这容易理解,铝片表面有致密的氧化物薄膜组织反应。
将铝片和锌片放入稀盐酸中除去表面氧化物,直到表面有大量气泡逸出。用自来水冲洗干净。
将冲洗干净的铝片和锌片再放入硫酸铜溶液中,发现金属片表面均有气泡逸出,这也容易理解,硫酸铜溶液水解呈酸性,与金属反应有氢气产生。
问题来了!锌表面有黑色固体析出,铝片表面有红色固体析出。两者实际上都在反应,并不是我们想象的铝先反应完了锌才反应!
大学时的无机化学学过,金属与盐溶液反应要看氧化还原反应电极电势,而不是单独地看金属活动性。
红色固体好理解,是析出的粉末铜;那么锌表面析出的黑色固体是什么呢?向锌表面产生的的黑色固体中倒入稀盐酸,部分固体表面有气泡产生,部分固体无明显现象,怀疑有一部分剥离的锌,大部分是铜。那为什么是黑色的呢?
网阅资料,怀疑锌不纯有杂质。这就没办法验证了,因为实验室只有这个条件。
时隔一天之后,又到实验室观察一下,发现昨天浸泡在西盐酸中的黑色固体变红,溶液颜色无明显变化,初步判断黑色固体里有铜有锌,锌反应掉了。
我于是又把昨天实验的锌的表面的黑色固体刮下来,浸泡到稀硫酸溶液中,加热,黑色固体变红,溶液颜色无明显变化。
参考文献:《锌粒和硫酸铜溶液反应实验探讨