Опыт 1. Действие разбавленной и концентрированной

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Цель работы:изучить основное действие неорганических классов на металлы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 
 

Металлы, имея низкие потенциалы ионизации, легко отдают валентные электроны и образуют положительно заряженные ионы:

M - ne = Mn+ .

Поэтому металлы в химических реакциях являются восстановителями и способны взаимодействовать с различными веществами - окислителями.

 

Рассмотрим некоторые типичные случаи такого взаимодействия.

1. Металлы высокой химической активности могут разлагать воду с вытеснением водорода при комнатных температурах:

2K + 2H2O = 2KOH + H2

2. С кислотами металлы реагируют различно в зависимости от активности самого металла и окислительных свойств кислоты:

–В разбавленной серной кислоте и в растворах галогеноводородов окислителем является ион H+, поэтому в них растворяются металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода:

Cd + H2SO4(разб.) = CdSO4 + H2

Ni + 2HCl = NiCl2 + H2

– Концентрированная серная кислота является окислителем за счет иона SO42- и может при нагревании окислять металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода. Продукты ее восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла. При взаимодействии с малоактивными металлами кислота восстанавливается до SO2.

Hg + 2H2SO4(конц.) = HgSO4 + SO2 + 2H2O

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как SO2, так и свободная сера и сероводород.

4Mg + 5H2SO4(конц.) = 4MgSO4 + H2S + 4H2O

В этих реакциях часть молекул серной кислоты выполняет роль среды.

– Азотная кислота является сильнейшим окислителем за счет иона NO3-. Продукты восстановления различны и зависят от концентрации кислоты и активности металла:

HNO3 NO2 NO N2O N2 NH4NO3

При реакциях с концентрированной кислотой чаще всего выделяется NO2. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с малоактивными металлами выделяется NO. В случае более активных металлов выделяется N2O. Сильно разбавленная азотная кислота взаимодействует с активными металлами с

 

образованием иона аммония, дающего с кислотой нитрат аммония.

Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2 + H2O

3Ag + 4HNO3(разб.) = 3AgNO3 + NO + H2O

4Mg + 10HNO3(разб.) = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

4Ca + 10HNO3(оч. разб.) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

3. Со щелочами реагируют металлы, дающие амфотерные гидроксиды, а также металлы, обладающие высокими степенями окисления в присутствии сильных окислителей:

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

2Mo + 4KOH + 3O2 = 2K2MoO4 + 2H2O

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Приборы и реактивы:пробирки, медная проволока, разбавленная серная кислота, гранулы цинка, раствор сульфата железа, алюминиевый порошок, раствор щёлочи.

Опыт 1. Действие разбавленной и концентрированной

Серной кислоты на металлы

1. В три пробирки налейте по 2-3 мл разбавленной серной кислоты и опустите в одну из них кусочек железа, в другую - цинка, в третью - меди. Какие металлы реагируют с кислотами? Напишите уравнения реакций.

2. (Проводить под тягой!) В две пробирки налейте по 2-3 мл концентрированной серной кислоты. В одну из них опустите кусочек цинка, в другую - кусочек меди. Обе пробирки слегка нагрейте.

3.Наблюдайте выделение серы и по запаху определите выделяющийся газ в первой пробирке. Какой газ выделяется во второй пробирке? Напишите уравнения реакций.

Вывод:Мы видим,что все металлы вступают в реакцию с кислотой,выделяется газ H2; Zn+H2SO4àZnSO4+H2

H2SO4+2CuàCuSO4+H2

Fe+H2SO4àFeSO4+H2