II. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СО СЛОЖНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Атомы металлов сравнительно легко отдают электроны при химических реакциях, являясь восстановителями. Это их общее химическое свойство:

Ме⁰ - n → Meⁿ⁺

I. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПРОСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

1. С кислородом, образуют оксиды.

2Ca + O₂ → 2CaO

2Сu + O₂ 2CuO

2. С галогенами образуют соли – галогениды: 2Na + Br₂ 2NaBr – бромид натрия

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃ - хлорид железа

3. С серой – сульфиды: Fe + S FeS - сульфид железа

4. С азотом – нитриды: 6Li + N₂ → 2Li₃N - нитрид лития

5. С водородом – гидриды (только Ме I, II групп): 2Na + H₂→ 2NaH

6. С углеродом(t) - карбиды

С кремнием(t) - силициды

II. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СО СЛОЖНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

- взаимодействуют согласно положению металла в ряду напряжений Ме.

Этот ряд был установлен опытным путем(эмпирически) русским ученым Н.Н.Бекетовым. для выяснения активности Ме он брал растворы солей разных металлов и опускал в них другие металлы.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Cu + FeSO₄

В первом случае стала выделяться чиста медь, а во втором ничего не произошло Fe активнее Cu, т.к. вытесняет ее из раствора соли. Проделав ряд таких опытов, Бекетов составил ряд напряжений металлов.

Восстановительная активность металлов возрастает. (‒ n )

Li Cs Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H₂ Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Окислительная активность ионов металлов возрастает (+n )

Чем левее в этом ряду стоит металл, тем он более активен.

Слева направо в этом ряду:

· Восстановительная способность металлов падает(способность отдавать )

· Окислительная способность ионов металлов увеличивается(способность принимать )

Fe⁰ - 2 → Fe²⁺ - легче Fe²⁺ + 2 → Fe⁰ - труднее

Cu⁰ - 2 → Cu²⁺ - труднее Cu²⁺ + 2 → Cu⁰ - легче

В этом же ряду расположен водород, т.к. он как и металлы отдает , являясь восстановителем и вытесненяет неактивные металлы из их солей.

1. Все металлы, стоящие до водорода вытесняют его из воды:

а) щелочные и щелочно-земельные Ме(Li-Na) при н.у. с образованием щелочи:

2Na +2H₂O → 2NaOH + Н₂↑

б) другие Ме, стоящие до водорода, взаимодействуют при нагревании с образованием оксида Ме:

Zn + H₂O ZnO + Н₂↑

в) Исключение: с образованием нерастворимых гидроксидов с водой взаимодействуют:

Al при удалении оксидной пленки с его поверхности: 2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3 H₂↑

Mg - при кипячении: Mg + 2H₂O Mg(OH)₂↓ + H₂↑

2. С кислотами:

а) Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, вытесняют его из растворов кислот (искл. НNO₃ –

водород не выделяется), если образуется растворимая соль(окислитель Н⁺):

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + Н₂↑

б) Ме, стоящие после водорода не взаимодействуют с растворами кислот(искл. НNO₃)

в) Все металлы, кроме Au, Pt, взаимодействуют с концентрированной Н₂SO₄, но выделяется не

водород, а другие вещества (SO₂, S, H₂S):

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂↑

г) Все металлы, кроме Au, Pt, взаимодействуют с HNO₃ любой концентрации, но при этом выделяется не Н₂, а другие газы (NO, NO₂ и др.): Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂↑

3. С солями:

а) Левее стоящие металлы вытесняют из растворов солей правее стоящие металлы, если образуется растворимая соль: CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

б) Щелочные и щелочно-земельные металлы для этой реакции брать нельзя, т.к. они взаимодействуют не с солью, а с водой. Na + CuSO₄: 2Na +2H₂O → 2NaOH + Н₂↑+ Q

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Cu(OH)₂ CuO + H₂O

CuSO₄ + 2Na + H₂O → CuO + Na₂SO₄ + H₂↑

Д/з - § 41, упр.2,3

Алгоритм решения задачи:

1. Внимательно прочитай условие задачи!	30г смеси, состоящей из порошков меди ижелеза, обработали соляной кислотой. Приэтом выделилось 4,48л водорода. Вычислите массовую долю(в%) каждого металла в смеси.
2. Запиши «Дано:»	Дано: mсмеси = 30г V(H2) = 4,48 л W(Fe) -? W(Cu) -?
3. Запиши уравнения возможных реакций. Расставь коэффициенты. Подчеркни формулы тех веществ, с которыми будешь решать задачу. Проставь под число моль под формулами(равно коэффициенту)	С соляной кислотой будет взаимодействовать только Fe, т.к. оно стоит до Н2 в ряду напряжений, Cu не вступает в реакцию с соляной кислотой,т.к. стоит после Н2. водород выделился только в реакции с железом зная объём водорода - найдём массу железа. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 1моль 1моль
4. Найди количество известного вещества	Находим количество вещества водорода: n(H2) = = = 0,2 моль
5.Определи количество искомого вещества.	Т.к. по уравнению реакции n(Fe): n(H2) = 1: 1 n(Fe) = n(H2) = 0,2 моль
6.Определи массу искомого вещества.	Находим массу железа по формуле: m = n•M (M(Fe) = 56г/моль) m(Fe) = 0,2 моль• 56г/моль = 11,2г
7.Определи массовую долюискомого вещества в смеси	Находим массовую долю железа в смеси по формуле: W = W(Fe) = = 0,37 или 37%
8.Определи массовую долю второго вещества в смеси.	Находим массовую долю меди в смеси: т.к. все вещество - это 100%, то: W(Cu) = 100% - W(Fe) = 100% - 37% = 63%
9.Запиши ответ	Ответ: W(Fe) = 37% W(Cu) = 63%

Образец оформления задачи:

Дано: mсмеси = 30г V(H2) = 4,48 л W(Fe) -? W(Cu) -?

Решение: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 1моль 1моль 1) n(H2) = = = 0,2 моль 2) n(Fe) = n(H2) = 0,2 моль m(Fe) = 0,2 моль• 56г/моль = 11,2г 3) W = W(Fe) = = 0,37 или 37% 4) W(Cu) = 100% - W(Fe) = 100% - 37% = 63% Ответ: W(Fe) = 37%; W(Cu) = 63%