Рекомендации к выполнению



страница11/14
Дата22.06.2019
Размер0.74 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Общие свойства металлов



Теоретические основы. Металлы - это элементы, обычно имеющие на последнем энергетическом уровне не более трех электронов. В периодической системе элементов металлы расположены в главных подгруппах I-III групп (кроме Н и В) и в побочных подгруппах. Валентные электроны металлов слабо связаны с ядром, поэтому металлы являются типичными восстановителями (легко отдают электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы). По активности металлы располагаются в ряд, называемый электрохимическим рядом напряжений или рядом активностей металлов. Металлы, стоящие в ряду активностей до водорода, имеют отрицательные значения стандартных электродных потенциалов (0), а металлы, стоящие после водорода - положительные значения 0. Чем левее стоит металл, тем больше его активность.

Металлы реагируют с кислородом воздуха с образованием оксидов, а щелочные и щелочноземельные металлы - пероксидов и супероксидов: 4Li + O2 2Li2O (оксид лития)



2Na + O2 Na2O2 (пероксид натрия)

К + О2 КО2 (супероксид калия)

Металлы реагируют с неметаллами: 2Al +3S Al2S3 .

Активные металлы способны вытеснять водород из воды:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2

Более активные металлы вытесняют менее активные из оксидов и солей: Cr2O3 + 2Al Al2O3 + 2Cr


Реакции металлов с кислотами:

1. Кислоты-неокислители (все кислоты, кроме H2SO4 конц. и HNO3 любой концентрации) реагируют только с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода. В результате реакции образуется соль и выделяется водород: 2Al+6HCl2AlCl3+3H2

2. Кислоты-окислители (H2SO4 конц., HNO3 конц., HNO3 разб.) реагируют со всеми металлами, кроме Au и Pt. В результате образуются соль, вода и продукт восстановления кислоты, который зависит от концентрации кислоты и активности металла:
SO2 (металлы, стоящие в ряду

напряжений после водорода)

H2SO4. S (металлы, стоящие в ряду напряжений

конц между водородом и цинком)


H2S (металлы, стоящие в ряду

напряжений до цинка)



NO2 (тяжелые металлы)
HNO3

конц.


N2O (активные металлы)
NO (тяжелые металлы)
HNO3

разб.
N2 (активные металлы)

Например, Cu + 2H2SO4 конц. CuSO4 + 2H2O + SO2

Cu + 4HNO3 конц. Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

3Cu + 8HNO3 разб. 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
Металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия, восстанавливают очень разбавленную азотную кислоту до NH4NO3: Сa+10HNO3оч.разб. 4Ca(NO3)2 +3H2O+NH4NO3

Коэффициенты в вышеуказанных реакциях расставляются по правилам окислительно-восстановительных реакций.


Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют такие металлы, как железо, алюминий, хром и некоторые другие, покрывая их прочной оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению.


Цель работы. Изучить общие химические свойства металлов.
Порядок работы.
Опыт 1. Взаимодействие металлов с кислородом
Кусочек магниевой стружки внесите в тигельных щипцах в пламя газовой горелки и наблюдайте его горение. Внесите продукт сгорания магния в пробирку, добавьте дистиллированной воды и встряхните. Испытайте полученный раствор фенолфталеином.
Опыт 2. Взаимодействие металлов с водой
Приготовьте пять пробирок с 3-4 мл дистиллированной воды.

а). В первую пробирку внесите небольшой кусочек натрия и наблюдайте реакцию (реакция проводится в вытяжном шкафу!). Испытайте полученный раствор фенолфталеином.

б). Во вторую пробирку внесите кусочек кальция реакцию (реакция проводится в вытяжном шкафу!). Сравните скорость выделения водорода в реакциях натрия и кальция с водой. Испытайте полученный раствор фенолфталеином.

в). В третью пробирку поместите небольшой кусочек магния. Идет ли реакция при комнатной температуре? Осторожно нагрейте пробирку на газовой горелке.

г). В четвертую пробирку внесите кусочек алюминиевой проволоки. Идет ли реакция при комнатной температуре? При нагревании?

д). В пятую пробирку внесите кусочек алюминиевой проволоки, предварительно зачищенной наждачной бумагой. Идет ли реакция при комнатной температуре? При нагревании?


Опыт 3. Взаимодействие металлов с галогенами
Для проведения опыта необходимо сначала получить хлор по нижеприведенной реакции:

KMnO4 + HCl конц. Сl2 + MnCl2 + KCl + H2O
(коэффициенты в этой реакции поставьте самостоятельно).
а). Откройте кран капельной воронки установки для получения хлора таким образом, чтобы кислота капала в колбу с частотой примерно 1 капля в 7 секунд. Заполните хлором коническую колбу и закройте ее пробкой (реакция проводится в вытяжном шкафу!). Перекройте кран капельной воронки.
б). В ложечке для сжигания нагрейте железные опилки до красного каления и опустите ложечку в колбу с хлором. После окончания реакции и конденсации паров хлорида железа (III) налейте в колбу 10-15 мл дистиллированной воды и перемешайте содержимое колбы. Разлейте полученный раствор на две пробирки и проведите качественные реакции на ионы Fe3+ и Cl :

- в одну пробирку добавьте раствор нитрата серебра; в присутствии ионов Cl выпадает белый осадок хлорида серебра;

- в другую пробирку добавьте раствор роданида калия или роданида аммония; в присутствии ионов Fe3+ раствор окрашивается в кроваво-красный цвет за счет образования роданида железа (III).
Опыт 4. Взаимодействие металлов с кислотами-

неокислителями
В четыре пробирки налейте по 2 мл 2N раствора серной кислоты. Поместите в кислоту по кусочку следующих металлов: магния, цинка, железа, меди. Сравните интенсивность протекания реакции в каждой пробирке и сделайте выводы. Расположите металлы в порядке возрастания их активности.

Опыт 5. Взаимодействие металлов с кислотами-

окислителями

(опыт проводится в вытяжном шкафу!).


Последовательно проведите реакции меди, железа и цинка с разбавленной азотной, концентрированной азотной и серной кислотами. Если реакция не идет при комнатной температуре, осторожно нагрейте пробирку.
Опыт 6. Вытеснение одних металлов другими из солей
Проведите реакции взаимодействия:

а) раствора сульфата меди с железом;

б) раствора сульфата железа с медью;

в) раствора нитрата свинца с цинком.



Форма лабораторного отчета.

  1. Название лабораторной работы.

  2. Краткое описание, цель работы.

  3. Номер и название опыта.

  4. Уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

  5. Наблюдения.

  6. Обсуждения.

  7. Выводы.


Контрольные вопросы.
1. С чем связаны восстановительные свойства металлов?

2. Приведите примеры реакций металлов: а) с кислородом; б) с водой; в) с кислотой - неокислителем; г) с кислотой-окислителем; д) с солью.


Семинар 2





Каталог: web-local -> uem -> autor -> ob him
ob him -> Качественный анализ
autor -> Основы патогенеза сахарный диабет
ob him -> Лабораторные работы по общей и неорганической химии
ob him -> Рекомендации к выполнению
autor -> История и методология зоотехнической науки
autor -> Практикум по птицеводству: Учебн пособие. М.: Изд-во рудн, 2002
autor -> Тесты для самоконтроля, вопросы и список микропрепаратов для сдачи экзамена
autor -> Учебно-методическое пособие по патологической физиологии Для студентов медицинского факультета специальностей «Лечебное дело», «Стоматология»,


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница