金属活动顺序表中活动性最强的金属

更新于 2026年10月12日 版权声明

金属活动顺序表中活动性最强的金属

钾是银白色金属,很软,可用小刀切割。熔点63.25℃,沸点760℃,密度0.86克/立方厘米(20℃)。钾在地壳中的含量为2.59%,占第七位。在海水中,除了氯、钠、镁、硫、钙之外,钾的含量占第六位。1原子质量39.0983,属周期系ⅠA族,为碱金属的成员。元素的英文名称来源于potash一词,含义是木灰碱。

钾的化合物早就被人类利用,古代人们就知道草木灰中存在着钾草碱(即碳酸钾),可用作洗涤剂,硝酸钾也被用作黑火药的成分之一。但钾的化合物特别稳定,难以用常用的还原剂(如碳)从钾的化合物将金属钾还原出来。一直到1807年,英国科学家戴维才用电解氢氧化钾熔体的方法制得金属钾。就在这一年,戴维进行了实验,电解碳酸钾。他获得了一些富有金属光泽、类似水银的珠粒出现。他描述了这种新物质:将这个新金属投入水中,水被剧烈分解,放出氢气,氢气和它一起燃烧,产生紫色火焰,苛性碱溶液形成。

戴维以potash(碳酸钾)命名它为pstassium(钾)。钾的拉丁名kalium是从kali(阿拉伯文中海草灰中的碱)来的,因而化学符号为K。由于单质钾的比重很小(15℃时,钾的密度是0.865),所以当时没有人相信它是金属,因为它的比重比水还小,在1811年,由盖吕萨克和泰纳尔证实了钾是一种元素。

钾的化学性质比钠还要活泼,暴露在空气中,表面覆盖一层氧化钾和碳酸钾,使它失去金属光泽,因此金属钾应保存在煤油中以防止氧化。钾在空气中加热就会燃烧,它在有限量氧气中加热,生成氧化钾;在过量氧气中加热,生成过氧化钾;金属钾溶于液氨生成深蓝色液体,可导电,实验证明其中含氨合电子,钾的液氨溶液久置或在铁的催化下会分解为氢气和氨基钾。钾的液氨溶液与氧气作用,生成超氧化钾,臭氧作用,生成臭氧化钾。钾与水、冰或雪的反应在-100℃时仍反应非常猛烈,生成氢氧化钾和氢气,反应时放出的热量能使金属钾熔化,并引起钾和氢气燃烧。钾与氢气发生反应,生成氢化钾。钾与氟、氯、溴、碘都能发生反应,生成相应的卤化物。钾与氮气共热可生成不稳定的叠氮化钾,但反应条件要控制得极为严格,否则叠氮化钾又会分解为钾和氮气。与氨共热,生成氨基钾,并放出氢气。钾与汞形成钾汞齐,是还原剂。钾的氧化态为+1,只形成+1价的化合物。金属钾很活泼,贮存和使用都要注意安全,由钾引起的火灾,不能用水或泡沫灭火剂扑灭,而要用碳酸钠干粉。钾离子能使火焰呈紫色,可用焰色反应和火焰光度计检测。

图示

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钾

戴维在发现钾的实验中,用的是电解法,但在实际生产中却不能用此法,因为戴维用的是铂电极,它不与熔融的金属钾作用,但实际生产中只能用石墨电极,熔融的金属钾能渗透到石墨中,侵蚀电极。所以现在金属钾的生产方法都采用金属钠与氯化钾。在一般情况下都用钠代替钾,钾盐的用途就比较少。主要用作化肥,玻璃工业、烟火生产和肥皂工业的原料。超氧化钾吸收二氧化碳产生氧气,用于宇航。

钾在自然界中只以化合物形式存在。在云母、钾长石等硅酸盐中都富含钾。钾在地壳中的含量约为2.09%,居第八位。在海水中以钾离子的形式存在,含量约为0.1%。钾在海水中含量比钠离子少的原因是由于被土壤和植物吸收多。在动植物体内也含有钾。正常人体内约含钾175克,其中98%的钾贮存于细胞液内,是细胞内最主要的阳离子。

钾对人体还有一定的影响。钾可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡,参与细胞内糖和蛋白质的代谢。有助于维持神经健康、心跳规律正常,可以预防中风,并协助肌肉正常收缩。在摄入高钠而导致高血压时,钾具有降血压作用。

人体钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱及烦躁,最后导致心跳停止。一般而言,身体健康的人,会自动将多余的钾排出体外。但肾病患者则要特别留意,避免摄取过量的钾。钾的成人每日摄取量为2000毫克。婴幼儿对钾的最低日需要量为90毫克。在乳制品、水果、蔬菜、瘦肉、内脏、香蕉、葡萄干中都含有丰富的钾。

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