Порядок выполнения работы (ответы в произвольной форме с уравнениями реакций).

Практическая работа №4

Тема: «Общие свойства металлов и их соединений».

Цель работы: закрепить знания о химических свойствах металлов, изучить общие свойства амфотерных и нерастворимых гидроксидов.

Краткие теоретические сведения.

Металлы в периодической системе находятся в I, II, III группах, в побочных подгруппах всех групп. Кроме того, металлами являются наиболее тяжелые элементы IV, V, VI и VII групп.

Особенностью строения атомов металлов является небольшое число электронов во внешнем электронном уровне, как правило, не превышающее трёх. Атомы металлов легко отдают электроны и являются хорошими восстановителями.

Металлы по их активности расположены в ряд, называемый электрохимическим рядом напряжений металлов.

Li Rb K Cs Ba Sr Ca Na Mg Be Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Au

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, могут вытеснять его из растворов кислот, а всякий металл, стоящий ближе к началу ряда, может вытеснять (восстанавливать) последующие из растворов их солей.

1.Металлы, расположенные в начале ряда - от лития до магния –восстанавливают водород из воды с образованием щелочи:

2Na + 2HOH ® 2NaOH + H₂↑.

2. Металлы менее активные (от марганца до железа), восстанавливая из воды водород, образуют оксиды:

3Fe + 4H₂O ® Fe₃O₄ + 4H₂↑.

3.Металлы реагируют с кислотами. Взаимодействие металлов зависит от их активности (см. электрохимическим рядом напряжений металлов) и от концентрации кислоты:

а) кислоты HCl, H₃PO₄, H₂SO_4(разб.)реагируют со всеми металлами (кроме Pb), которые стоят в ряду напряжений до водорода, при этом выделяется водород;

Zn + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂↑.

б) концентрированная H₂SO₄ при нагревании реагирует со всеми металлами (кроме Pt и Au), при этом водород не выделяется; с тяжелыми (плотность > 5 г/ см³) металлами образует газ SO₂ (оксид серы (IV)); с более активными легкими (плотность < 5 г/ см³) металлами выделяется H₂S (сероводород):

Cu +2H₂SO_{4 (} _конц ₎ ® CuSO₄ + 2H₂O + SO₂↑.

в) концентрированная НNO₃ c щелочными и щелочноземельными металлами образует газ N₂O – оксид азота (IV), с другими тяжелыми металлами – оксид азота (IV) NO₂:

Ca + 10HNO₃₍ _конц _.) → Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5 H₂O

Cu + 4HNO₃₍ _конц _.) → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + 2 H₂O

г) разбавленная НNO₃ взаимодействует c щелочными и щелоч-ноземельными металлами, а также с Zn, Fe, Sn, при этом выделяется газ NH₃ (аммиак) или образуется соль аммония (NH₃ + НNO₃=NH₄NO₃), при реакции с остальными металлами (плотность > 5 г/ см³) образуется оксид азота (II) NO:

Ca + 10HNO₃₍ _разб _.) → 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3 H₂O

Cu + 4HNO₃₍ _разб _.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

д) кислоты H₂CO₃,H₂SO₃, CH₃COOH – слабые, взаимодействуют с активными металлами:

2CH₃COOH + 2Na → 2CH₃COONa + H₂

4. Каждый последующий металл может быть восстановлен из раствора соли предыдущим металлом: Fe + CuSO₄ ® FeSO₄ + Cu.

Переходные металлы расположены в Периодической системе с 4 по 7 период. Переходные металлы, символы которых расположены в самой таблице, называют d-элементами, а те элементы, символы которых расположены в нижней части Периодической системы, называют лантаноидами и актиноидами или f-элементами.

Амфотерные оксиды - оксиды переходных металлов (металлов побочных подгрупп).

Свойства.

1. Амфотерные оксиды не растворяются в воде.

2. Амфотерные оксиды, реагируя с основными и с кислотными оксидами, дают соли:

Al₂O₃ + K₂O ® 2KAlO₂,

Al₂O₃ + 3SO₃ ® Al₂(SO₄)₃.

3. Амфотерные оксиды, реагируя с основными или кислотными гидроксидами, дают соли:

ZnO + 2KOH ® K₂ZnO₂ + H₂O,

ZnO + H₂SO₄ ® ZnSO₄ + H₂O

4. Соответствующие амфотерным оксидам гидроксиды обладают амфотерными свойствами:

Zn(OH)₂ ® Zn²⁺+ 2OH^- - как основание

H₂ZnO₂ ® 2H⁺ + ZnO₂^2- - как кислота

Амфотерные гидроксиды - это такие гидроксиды, где растворенная в воде часть, диссоциирует на катионы водорода, металла и анионы гидроксида и кислотного остатка.

Al (OH)₃ ⇆ Al³⁺ + 3OH^-, H₃ Al O₃ ⇆ 3H⁺ + Al O₃^3-

Al Cl₃+₃ NaOH= Al ( OH )₃ +₃ NaCl (получение)

Al ( OH )₃ + 3 HBr ® AlBr ₃ + 3 H ₂ O (основные свойства)

Al(OH)₃+3NaOH=Na₃ Al O ₃ + 3 H ₂ O (кислотные свойства)

Получение:

1.Взаимодействием переходных металлов (после удаления оксидной пленки) с водой:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)₃ $ + 3H₂↑

2.Взаимодействие солей со щелочами:

ZnCl₂ + 2KOH ® Zn(OH)₂ $ + 2KCl

3. Взаимодействием солей с кислотами:

Na[Al(OH)₄] + HCl ® Al(OH)₃ $ + NaCl + H₂O

Свойства:

1. Диссоциирует на ионы растворенная в воде часть амфотерного гидроксида: Zn(OH)₂ ⇆ Zn(OH)⁺+ OH^- ⇆ Zn²⁺ + 2OH^-

H₂ZnO₂ ⇆ HZnO^2- + H⁺ ⇆ ZnO₂^2-+ 2H⁺

2. Взаимодействие с кислотными оксидами, кислотами и кислыми солями:

2Cr(OH)₃ + 3SO₃ ® Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3HBr ® AlBr₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂+ 2NaHSO₄ ® ZnSO₄ + Na₂SO₄ + 2H₂O

3. Взаимодействуют с основными оксидами, основаниями и основными солями:

Zn(OH)₂ + Li₂O ® Li₂ZnO₂ + H₂O

Zn(OH)₂ + Ba(OH)₂ ® BaZnO₂ + 2H₂O

4. Подвергаются разложению при нагревании:

2Al(OH)₃ ® Al₂O₃ + 3H₂O

Порядок выполнения работы (ответы в произвольной форме с уравнениями реакций).

Задание № 1. Взаимодействие металлов с растворами кислот.

В каком случае идет химический процесс, если в три пробирки положить: в первую кусочек магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – медь (кусочек проволоки) и прилить во все пробирки 1 мл раствора серной кислоты.

Почему в одной из пробирок реакция не пойдет? Дать объяснение. Записать уравнения протекающих реакций.

Задание № 2. Взаимодействие металлов с солями.

В каком случае идет химический процесс, если в одну пробирку положить одну гранулу цинка и прилить раствор медного купороса (сульфат меди2), во вторую – кусочек медной проволоки и прилить раствор сульфата натрия.

Почему в одной из пробирок реакция не пойдет? Дать объяснение. Записать уравнения протекающих реакций.

Задание № 3. Получение гидроксида цинка и испытание его амфотерных свойств.

ZnCl₂+NaOH=

Zn(OH)₂+HCl=

Zn(OH)₂+NaOH=

Напишите реакцию получения гидроксида цинка и уравнениями подтвердите амфотерный характер (образец выполнения в теоретических сведениях на примере гидроксида алюминия)

Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 68; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!