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铝与镓, 哪一种更活泼?

(2012-04-14 15:49:10)
标签:

金属化学活动性

铝和镓

金属水合离子

杂谈

分类: 教学探索

    依照同主族元素性质递变规律,铝、镓都是第3主族元素,镓在铝的下方,镓的金属性应比铝强。从一道选择题,给出的信息看,铝的金属性活动性应比镓强:

    美国普度大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如下图所示)。

    下列有关该工艺的说法错误的是(    )                铝与镓, <wbr>哪一种更活泼?

    A.能量的转化形式只有两种  

    B.铝镓合金可以循环使用

    C.铝镓合金与水反应的化学方程式为:  2Al+3H2O==Al2O3+3H2

    D.总反应式为:2H2O=== 2H2↑+ O2

    符合题意的选项是A。其他选项的论述都是正确的。从题目提供的反应图示和选项C都表明铝镓合金与水反应时,铝与水作用置换水中氢,而镓不和水作用。这是什么原因?

    查资料,发现铝、镓的第1-第3电离能的总和分别是5140、5520(kj/mol),铝稍小于镓,比镓易失去电子。铝、镓的原子半径(金属半径)分别是143、122(pm), 镓原子失去电子的能力比铝弱,金属性应稍强于镓。

    金属与水作用,形成阳离子的能力,反映了金属原子失去电子变成金属水合离子倾向的大小。铝、镓的升华热分别是326、277(kj/mol),第1-第3电离能的总和分别是5140、5520(kj/mol)而离子水合能分别是-4700、-4713(kj/mol)。铝、镓从固态金属转化为水合3价阳离子的能量变化(ΔH,分别是各元素上述3种能量变化的总和)依次是766、1084(kj/mol)。可见,金属铝更容易转化为金属水合离子,更“活泼”些。

    因此,在一定条件下,铝镓合金与水作用,铝与水反应,而镓不发生化学反应。

 

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