При нагревании вода реагирует с менее активными металлами такими как железо и цинк с образованием
1. Металлы реагируют с неметаллами .
2. Металлы , стоящие до водорода, реагируют с кислотами (кроме азотной и серной конц.) с выделением водорода
3. Активные металлы реагируют с водой с образованием щелочи и выделением водорода.
4. Металлы средней активности реагируют с водой при нагревании, образуя оксид металла и водород.
5. Металлы, стоящие после водорода , с водой и растворами кислот (кроме азотной и серной конц.) не реагируют
6. Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.
7. Галогены реагируют с водой и раствором щелочи.
8 Активные галогены (кроме фтора) вытесняют менее активные галогены из растворов их солей .
9. Галогены не реагируют с кислородом.
10. Амфотерные металлы (Al, Be, Zn) реагируют с растворами щелочей и кислот .
11. Магний реагирует с углекислым газом и оксидом кремния.
12. Щелочные металлы (кроме лития) с кислородом образуют пероксиды .
Давайте порассуждаем вместе
1. Какой из металлов не реагирует с водным раствором сульфата меди (II)?
1) железо
2) серебро
3) олово
4) натрий
Ответ: №2 серебро менее активный металл, чем медь, поэтому не реагирует с водным раствором сульфата меди (II).
2. Какой из металлов не реагирует с водным раствором серной кислоты, но реагирует с концентрированной серной кислотой?
1) железо
2) медь
3) золото
4) цинк
Ответ: №2 Медь стоит после водорода, поэтому не реагирует с водным раствором серной кислоты, но реагирует с конц. серной кислотой
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
3. Какой из газов не реагирует с натрием?
1) водород
2) кислород
3) хлор
4) аргон
Ответ: №4 аргон - благородный газ, не вступает в реакцию с натрием
4. Магний не взаимодействует с
1) серой
2) углекислым газом
3) гидроксидом натрия
4) соляной кислотой
Ответ: №3 магний не является амфотерным металлом, поэтому со щелочью не реагирует
5. Какое из веществ взаимодействует с кислородом только в электрическом разряде?
1) сера
2) уголь
3) азот
4) железо
Ответ: №3 N2 + O2 = 2NO (реакция идет во время грозы в канале молнии t=20000)
6. Какое из веществ не взаимодействует с водородом ни при каких условиях?
1) неон
2) сера
3) азот
4) кальций
Ответ: №1 неон - благородный газ не реагирует с водородом
7. Какое из веществ взаимодействует с соляной кислотой, но не реагирует с водой при комнатной температуре?
1) сера
2) железо
3) натрий
4) кальций
Ответ: №2 железо не реагирует с водой, но реагирует с соляной кислотой
Контрольная работа по темам: «Кислород», «Водород», «Вода. Растворы»
Данная контрольная работа разработана для 8 класса по курсу учебника Рудзитиса Г. Е. Тестовые задания составлены на основе материалов ОГЭ; 2 варианта.
Просмотр содержимого документа
«Контрольная работа по темам: «Кислород», «Водород», «Вода. Растворы»»
Контрольная работа № 2 по темам:
«Кислород», «Водород», «Вода. Растворы»
1. Тест (выберите один правильный вариант ответа)
1. Элемент, наиболее распространенный на Земле, - это
1) кислород 2) азот 3) водород 4) кремний
2. В промышленности кислород получают из
1) хлората калия 2) воды 3) воздуха 4) перманганата калия
3. Катализатором разложения пероксида водорода является
1) оксид кальция 2) оксид серы(IV) 3) оксид магния 4) оксид марганца(IV)
4. Кислород выделяется в ходе
1) гниения 2) дыхания 3) горения 4) фотосинтеза
5. Укажите газ, который не относиться к благородным
1) азот 2) гелий 3) аргон 4)неон
6. Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород это:
а) оксиды б) соли в) кислоты г) основания
7. Укажите правильное суждение
1) водород очень мало растворяется в воде
2) водород имеет высокую температуру сжижения
3) водород может быть получен при взаимодействии серебра с водой
4) водород не реагирует с кислородом
8. Взвеси, в которых мелкие частицы твердого вещества равномерно распределены между молекулами воды, называются:
1) суспензиями 2)эмульсиями 3) дымами 4)аэрозолями
9.Вода реагирует с активными металлами, такими как натрий и кальций, с образованием
1) гидроксидов 2)оксидов и водорода 3)кислот 4)гидроксидов и водорода
10. Вода реагирует почти со всеми оксидами неметаллов с образованием
1) гидроксидов и водорода 2)оксидов и водорода 3)кислот 4)гидроксидов
2. Задания со свободным ответом
1. Закончите уравнения реакций горения, расставьте коэффициенты, назовите получившиеся вещества.
2. Допишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства водорода:
Укажите, окисляется или восстанавливается водород в этих реакциях.
3.Рассчитайте, какую массу сахара и воды нужно взять для приготовления 250г раствора с массовой долей сахара 15%.
4.Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: калия, кальция, оксида лития. Укажите названия веществ, образующихся в результате реакции.
1. Укажите объемную долю кислорода в воздухе
1) 0,009 2) 0,209 3) 0,409 4) 0,781
2. В лаборатории кислород можно получить при разложении
1) хлората калия 2) перманганата калия 3) пероксида водорода 4) любого из перечисленных веществ
3. Молекулярный кислород не реагирует с
1) алюминием 2) золотом 3) медью 4) цинком
4. Газ, который поддерживает горение, - это
1) кислород 2) водород 3) азот 4) углекислый газ
5. В состав воздуха не входит:
а) водород б) кислород в) углекислый газ г) аргон
6. Самый лёгкий газ:
а) сернистый б) кислород в) углекислый г) водород
7. Вещества, ускоряющие химические реакции это:
а) растворы б) смеси в) воздух г) катализаторы
8. Взвеси, в которых мелкие капельки жидкого вещества равномерно распределены между молекулами воды, называются
1) суспензиями 2) эмульсиями 3) дымами 4) аэрозолями
9. При нагревании вода реагирует с менее активными металлами, такими как железо и цинк, с образованием
1) гидроксидов 2) оксидов и водорода 3) кислот 4) гидроксидов и водорода
10. Вода реагирует с оксидами активных металлов, таких как натрий и кальций, с образованием
1) гидроксидов и водорода 2) оксидов и водорода 3) кислот 4) гидроксидов
2. Задания со свободным ответом.
2.Допишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства водорода:
3. Рассчитайте, какую массу сахара и воды нужно взять для приготовления 500г раствора с массовой долей сахара 5%.
4.Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: бария, лития, оксида натрия. Укажите названия сложных веществ, образующихся в результате реакции.
Ответы. Критерии оценивания.
Первое задание:
За каждый правильный ответ 1 балл. Всего – 10 баллов.
Второе задание
а) 4P + 5O2 → 2P2O5 - оксид фосфора(V) б) C + O2 → CO2 – оксид углерода(IV)
в) 2Zn + O2 → 2ZnO - оксид цинка г) 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 +6 H2O – оксид углерода(IV), вода
За каждое правильно написанное уравнение 1балл, за каждое правильно названное вещество 0,5 балла. Всего 6 баллов.
Водород в этих реакциях окисляется.
За каждое правильно написанное уравнение 1балл. За определение процесса 1 балл. Всего 3 балла.
3.1) m(сахара) = m(раствора) x W(сахара) : 100% = (250х15% ): 100% =37,5г
2) m(воды) = m(раствора) - m(сахара) = 250 - 37,5 =212,5г
За каждое правильное действие 1 балл, всего 2 балла
KOH – гидроксид калия
Ca(OH)2 – гидроксид кальция
LiOH– гидроксид лития
За каждое правильно написанное уравнение 1балл, за каждое правильно названное вещество 0,5 балла. Всего 4,5 балла.
Всего за работу – 25,5 баллов
Критерии оценивания:
«2» - от 0 - 13 баллов, «3» - от13,5 до 18,5 баллов, «4» -от 19 до 21 баллов, «5» от 21,5 баллов.
а) 3Fe + 2O2 → FeO Fe2O3 (Fe3O4) - железная окалина б) 2Ca + O2 →2CaO – оксид кальция
в) 4Li + O2 → 2Li2O - оксид лития г) 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O – оксид углерода(IV), вода
3.1) m(сахара) = m(раствора) x W(сахара) : 100% = (500х 5% ): 100% = 25г
2) m(воды) = m(раствора) - m(сахара) = 500 - 25 = 475г
Вa(OH)2 – гидроксид бария
NaOH – гидроксид натрия
1. Самый распространённый химический элемент в земной коре:
2. Ученый, получивший кислород и первый описавший это:
3. Кислород и водород можно получить, разложив вещество:
4. В промышленности кислород можно получить из:
5. Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород это:
6. В медицине, а так же, для сварки и резке металлов применяют:
7. В состав воздуха не входит:
в) углекислый газ
8. Реакции, протекающие с поглощением энергии называются:
9. К твёрдому топливу относится:
10. При реакции активных металлов с водой кроме гидроксидов выделяется:
11. Самый лёгкий газ:
12. Если зажечь водород, то получится:
г) углекислый газ
13. Однородные системы, состоящие из молекул растворителя и растворённого вещества:
14. Вещество, практически нерастворимое в воде:
г) хлорид серебра
15. Прибор, с помощью которого измеряют плотность раствора, называется:
16. Метод получения сложных веществ из более простых называют:
17. Максимальная плотность воды при такой температуре:
18. Вода реагирует при нагревании с:
Вставьте пропущенное слово:
1) Вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются, называются _______________.
2) Химическое уравнение, в котором указывается тепловой эффект, называют ______________.
3) Смеси, в которых мелкие капельки какой-либо жидкости равномерно распределены между молекулами другой жидкости, называют___________.
4) Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, называют _________.
Составьте и найдите коэффициенты для уравнений химических реакций:
а) горения водорода
б) горения лития
в) взаимодействия водорода и хлора
г) взаимодействия водорода и CuO
д) взаимодействие воды с оксидом фосфора
е) взаимодействие воды с негашеной известью
1. Самый распространенный химический элемент во Вселенной:
2. Дата открытия кислорода:
б) 1 августа 1774г.
в) 1 сентября 1884г.
г) 1 октября 1678г.
3. При прокаливании оксида ртути кроме ртути получается ещё:
4. Вещества, ускоряющие химические реакции это:
5. Что имеет кислород как вещество:
6. В воздухе кислорода по объёму:
7. Для горения вещества необходим доступ:
8. Реакции, протекающие с выделением энергии называются:
9. К жидкому топливу относится:
10. Водород можно получить при реакции металлов с:
11. Если водород среагирует с кислородом, получится:
12. Восстановительные свойства водород проявляет в реакциях с:
а) оксидами металлов
13. Смеси, в которых мелкие частицы твёрдого вещества равномерно распределены между молекулами воды, называют:
14. Вещество, хорошо растворимое в воде:
15. Прибор, с помощью которого проводят реакцию синтеза воды, называется:
16. Метод определения состава вещества путём их разложения на более простые называют:
17. Максимальная плотность воды при определённой температуре:
18. Вода реагирует при обычной температуре с:
а) гашеной известью
1) Сложные вещества, которые состоят из двух элементов, один из которых кислород, называются ______________.
2) Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют ______________эффектом.
3) Однородные системы, состоящие из молекул растворителя и растворённого вещества, между которыми происходит физическое и химическое взаимодействие, называются _______.
4) Раствор, в котором данное вещество при данной температуре ещё может растворяться, называют __________.
С водой реагирует магний железо цинк серебро
Прежде всего следует запомнить, что металлы делят в целом на три группы:
1) Активные металлы: к таким металлам относятся все щелочные металлы, щелочноземельные металлы, а также магний и алюминий.
2) Металлы средней активности: к таковым относят металлы, расположенные между алюминием и водородом в ряду активности.
3) Малоактивные металлы: металлы, расположенные в ряду активности правее водорода.
В первую очередь нужно запомнить, что малоактивные металлы (т.е. те, что расположены после водорода) с водой не реагируют ни при каких условиях.
Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой при любых условиях (даже при обычной температуре и на холоде), при этом реакция сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла. Например:
Магний из-за того, что покрыт защитной оксидной пленкой, реагирует с водой только при кипячении. При нагревании в воде оксидная пленка, состоящая из MgO, разрушается и находящийся под ней магний начинает реагировать с водой. При этом реакция также сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла, который, однако, в случае магния нерастворим:
Алюминий так же, как и магний, покрыт защитной оксидной пленкой, однако в этом случае кипячением ее разрушить нельзя. Для ее снятия требуются либо механическая чистка (каким-либо абразивом), либо ее химическое разрушение щелочью, растворами солей ртути или солей аммония:
Металлы средней активности реагируют с водой лишь тогда, когда она находится в состоянии перегретого водяного пара. Сам металл при этом должен быть нагрет до температуры красного каления (около 600-800 о С). В отличие от активных металлов, металлы средней активности при реакции с водой вместо гидроксидов образуют оксиды металлов. Продуктом восстановления и в этом случае является водород:
Fe + H2O = FeO + H2 (в зависимости от степени нагрева)
Характерные химические свойства простых веществ – металлов: щелочных, щелочноземельных, магния, алюминия; переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа)
Содержание:
Содержание
- Химические свойства щелочных металлов: взаимодействие, получение
- Химические свойства щелочноземельных металлов: взаимодействие, получение
- Химические свойства алюминия
- Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа)
Химические свойства щелочных металлов: взаимодействие, получение
Щелочные металлы находятся в первой группе периодической таблицы. Атомы этих элементов содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне. Он расположен на большом расстоянии от ядра. Как и все металлы являются восстановителями и легко отдают электрон. Характерна степень окисления равная +1. В группе сверху вниз наблюдается увеличение металлических свойств. За счет растущей энергии ионизации способность отдавать электроны, а следовательно, электроотрицательность возрастают снизу вверх.
Франций является самым активным металлом, так как у него электрон находится на самом далеком расстоянии от ядра. Соответственно, его способность к восстановлению самая высокая.
- В нормальных условиях щелочные металлы взаимодействуют с кислородом. Они очень активны в таких реакциях, поэтому их хранят под слоем вазелинового масла. Продукты реакции могут быть оксидами или пероксидами.
Щелочные металлы вступают с водой в реакцию при нормальных условиях. Водород вытесняется из воды, и в качестве продукта реакции образуется растворимое основание – щелочь. Для распознавания щелочи можно использовать индикатор — фенолфталеин. При добавлении в раствор он окрашивается в малиновый цвет. Реакции с водой протекают очень бурно, литий «взрывается» в воде, натрий «кипит». При этом водород выделяется в виде белого пара клубами.
Вступают в реакции с галогенами, образуя галогениды.
2K + Cl2 → 2KCl
2Na + Cl2 → 2NaCl
Характерно взаимодействие с водородом при нагревании, продуктом реакции являются гидриды. Например, продуктом реакции калия и водорода будет гидрид калия.
С серой при нагревании образуют сульфиды. Это твердое, бесцветное вещество, растворимое в воде.
При нагревании происходит реакция с фосфором, фосфиды являются продуктом.
Литий и натрий могут вступать в реакцию с углеродом при нагревании. В результате образуются карбиды. Остальные щелочные металлы в эти реакции не вступают.
С азотом при обычных условиях реагирует только литий, с остальными щелочными металлами реакция возможна только при нагревании.
Взаимодействуют со спиртами, образуя алкоголяты.
Многие щелочные металлы способны взаимодействовать с разбавленными кислотами до образования водорода. Однако, реакция протекает стадийно, т.е. сначала металл реагирует с водой до образования щелочи, а затем происходит нейтрализация щелочи кислотой. Взаимодействие с кислотами сопровождается взрывом и поэтому такие реакции на практике не проводятся.
Получение
- Основным методом получения щелочных металлов является электролиз галогенидных расплавов. При этом чаще всего используются хлориды, входящие в состав природных минералов.
Другими способами получения щелочных металлов могут быть получение из его оксидов и солей.
Например, натрий можно получить путем кальцинирования соды с углем.
Литий получают из его оксида при повышении температуры до 300°С.
Химические свойства щелочноземельных металлов: взаимодействие, получение
Главную подгруппу второй группы периодической системы химических элементов образуют металлы, которые получили название щелочноземельных. Так названы они потому, что гидраты их окислов («земель»), подобно гидратам окислов щелочных металлов, являются щелочами.
Внешний электронный слой их атомов состоит из двух электронов. Отдавая их, атомы этих металлов превращаются в ионы, несущие две единицы положительного заряда. Во всех своих соединениях металлы подгруппы бериллия положительно двухвалентны. В периодической таблице они соседствуют с щелочными металлами. Поэтому эти элементы проявляют высокую химическую активность, уступая в ней только щелочным металлам. Свойства металла повышаются с увеличением порядкового номера.
- Вступают в реакции с кислородом, продуктом реакции становятся оксиды, исключение барий, он образует пероксид BaO2. Бериллий и магний взаимодействуют с кислородом только при очень высоких t, так как покрыты тонкой защитной оксидной пленкой.
В приведенной выше реакции кусочек кальция сгорает с образованием белого дыма при нагревании. Он образован тончайшими твердыми частицами оксида кальция.
Подобно щелочным металлам взаимодействуют с водой, но менее активно. В результате образуется гидрат оксида и вытесняется водород.
Фенолфталеин окрашивается в полученном растворе в малиновый цвет. Этот пример оправдывает ожидаемое сходство в химических свойствах щелочноземельных и щелочных металлов: оба взаимодействуют с водой с выделением водорода. Гидраты оксидов щелочноземельных металлов, как и щелочи, являются щелочами, то есть они растворимы в воде.
Все металлы, кроме бериллия, вступают в реакцию с галогенами. Бериллий взаимодействует с галогенами только при повышенных температурах. Продуктом реакции являются галогениды.
При нагревании с водородом реагируют все щелочноземельные металлы, кроме бериллия. В результате образуются гидриды.
Реагируют с серой, в результате чего образуются сульфиды.
Взаимодействуют с азотом при нагревании, за исключением магния. Он реагирует с азотом в нормальных условиях. Продуктом реакции являются нитриды.
Могут вступать в реакции с кислотами, в результате образуют соли соответствующей кислоты и водород.
Основными способами получения металлов второй группы главной подгруппы являются электролиз расплавов, алюминотермия и вытеснение из их солей другими более активными металлами.
Химические свойства алюминия
Алюминий находится в третьей группе периодической системы элементов. Заряд ядра атома алюминия +13, на внешнем электронном слое три электрона.
По строению атомов и положению в периодической системе можно предположить, что у элементов третьей группы металлические свойства должны быть выражены слабее, чем у элементов второй группы. Это действительно так.
При химических реакциях атом алюминия отдает три электрона внешнего слоя, обращаясь в трех зарядный положительный ион Al 3+ . Поэтому во всех его устойчивых соединениях алюминий положительно трехвалентен. Его соединения проявляют амфотерные свойства.
Алюминий – химически активный металл и проявляет себя как восстановитель. Однако его активность снижает оксидная пленка, которая образуется на его поверхности. Поэтому во многих реакциях пленка сначала удаляется, а затем осуществляется взаимодействие с веществами. Рассмотрим на конкретных примерах химические свойства алюминия.
- Алюминий соединяется с кислородом воздуха и при нагревании и при обыкновенной температуре. На его поверхности быстро образуется тончайшая плотная пленка окиси алюминия. Она трудно проницаема для газов и защищает металл от дальнейшего окисления.
В раздробленном состоянии и при повышенной температуре алюминий бурно реагирует с кислородом с выделением большого количества тепла. В результате образуется окись алюминия.
Со многими неметаллами реакции происходят при нагревании.
С водой взаимодействует при удалении оксидной пленки. Реакция протекает энергично, вытесняя водород из воды.
Взаимодействие с кислотами. Опустим алюминиевые стружки в пробирку с соляной или разбавленной серной кислотой. Алюминий растворяется, вытесняя из кислоты водород и образуя соль.
С концентрированной азотной и серной кислотой не реагирует. Поэтому концентрированная азотная кислота хранится в алюминиевых емкостях и транспортируется в алюминиевых резервуарах.
С разбавленной азотной кислотой вступает в реакцию с образованием
Поскольку алюминий обладает амфотерными свойствами, он характеризуется реакциями со щелочами.
Алюминий взаимодействует с окислами большинства металлов, вытесняя менее активный металл. Этот метод используется в промышленности для получения металлов и называется алюминотермией.
Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа)
Переходные элементы – металлы, расположены в побочных подгруппах периодической системы химических элементов. Так как у них происходит заполнение d-уровней в последнюю очередь, то их относят к d-элементам. Если последним заполняется f-уровень, то это f-элементы. Соответственно, химические свойства обусловлены таким строением атома. Рассмотрим химические свойства некоторых переходных элементов. У всех переходных элементов наблюдается так называемый «проскок электрона», т.е. электрон может переходить на соседнюю орбиталь в пределах одного электронного слоя.
- Взаимодействие с кислородом
- В кислороде железо сгорает, разбрасывая искры – раскаленные капли железной окалины, а при накаливании на воздухе окисляется с поверхности, образуя окалину в виде корки. Во всех случаях образуется железная окалина. 3Fe + 2O2 → Fe3O4
- Медь, цинк и хром вступают в реакцию с кислородом только при нагревании
2Zn + O2 → 2ZnO
4Cr + 3O2 → 2Cr2O3
Взаимодействие с неметаллами.
- Железо способно реагировать с азотом, фосфором, углеродом и серой. Энергично реагирует при нагревании с серой, образуя сернистое железо.
Медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом и кремнием. Характерны реакции с серой при нагревании.
При нагревании цинк взаимодействует с серой и фосфором. С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк в реакции не вступает.
Хром взаимодействует с азотом, серой, бором, углеродом и кремнием при повышенных температурах.
Взаимодействие с галогенами
- Железный порошок, предварительно нагретый и внесенный в колбу с хлором, сгорает, образуя бурый дым – хлорное железо.
Медь и хром с галогенами вступает в реакции при нагревании.
Цинк вступает в реакции с галогенами при нормальных условиях, в качестве катализатора необходимы пары воды.
При нагревании характерно взаимодействие с водой железа, цинка, хрома. Медь неактивный металл, поэтому с водой не реагирует.
При обычных условиях железо реагирует с парами воды и кислородом. Происходит процесс ржавления и образуется желто-бурая ржавчина – гидрат окиси железа.
Какие металлы реагируют с водой?
В первую очередь нужно запомнить, что малоактивные металлы (т. е. те, что расположены после водорода) с водой не реагируют ни при каких условиях.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
Магний из-за того, что покрыт защитной оксидной пленкой, реагирует с водой только при кипячении. При нагревании в воде оксидная пленка, состоящая из MgO, разрушается и находящийся под ней магний начинает реагировать с водой. При этом реакция также сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла, который, однако, в случае магния нерастворим:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2↓ + H2↑
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
Металлы средней активности реагируют с водой лишь тогда, когда она находится в состоянии перегретого водяного пара. Сам металл при этом должен быть нагрет до температуры красного каления (около 600-800 оС). В отличие от активных металлов, металлы средней активности при реакции с водой вместо гидроксидов образуют оксиды металлов. Продуктом восстановления и в этом случае является водород:
При нагревании вода реагирует с менее активными металлами такими как железо и цинк с образованием
Для металлов характерны общие физические свойства: они обладают особенным металлическим блеском, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью.
Для металлов также характерны некоторые общие химические свойства. Важно запомнить, что в химических реакциях металлы выступают в качестве восстановителей: отдают электроны и повышают свою степень окисления. Рассмотрим некоторые реакции, в которых участвуют металлы.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОРОДОМ
Многие металлы могут вступать в реакцию с кислородом. Обычно продуктами этих реакций являются оксиды, но есть и исключения, о которых вы узнаете на следующем уроке. Рассмотрим взаимодействие магния с кислородом.
Магний горит в кислороде, при этом образуется оксид магния:
Рис. 1. Горение магния в кислороде
Атомы магния отдают свои внешние электроны атомам кислорода: два атома магния отдают по два электрона двум атомам кислорода. При этом магний выступает в роли восстановителя, а кислород – в роли окислителя.
Для металлов характерна реакция с галогенами. Продуктом такой реакции является галогенид металла, например, хлорид.
Рис. 2. Горение калия в хлоре
Калий сгорает в хлоре образованием хлорида калия:
Два атома калия отдают молекуле хлора по одному электрону. Калий, повышая степень окисления, играет роль восстановителя, а хлор, понижая степень окисления,- роль окислителя
Взаиомодействие с серой
Многие металлы реагируют с серой с образованием сульфидов. В этих реакциях металлы также выступают в роли восстановителей, тогда как сера будет окислителем. Сера в сульфидах находится в степени окисления -2, т.е. она понижает свою степень окисления с 0 до -2. Например, железо при нагревании реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):
Рис. 3. Взаимодействие железа с серой
Металлы также могут реагировать с водородом, азотом и другими неметаллами при определенных условиях.
С водой без нагревания реагируют только активные металлы, например, щелочные и щелочноземельные. В ходе этих реакций образуется щелочь и выделяется газообразный водород. Например, кальций реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и водорода, при этом выделяется большое количество теплоты:
Менее активные металлы, например, железо и цинк, реагируют с водой только при нагревании с образованием оксида металла и водорода. Например:
В этих реакциях окислителем является атом водорода, входящий в состав воды.
Металлы, стоящие в ряду напряжении правее водорода, с водой не реагируют.
Взаимодействие с кислотами
Вы уже знаете, что с кислотами реагируют металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода. В этих реакциях металлы отдают электроны и выступают в качестве восстановителя. Окислителем являются катионы водорода, образующиеся в растворах кислот. Например, цинк реагирует с соляной кислотой:
Иначе протекают реакции металлов с азотной и концентрированной серной кислотами. В этих реакциях водород практически не выделяется. Мы погорим о таких взаимодействиях на следующих уроках.
Металл может реагировать с раствором соли, если он активнее, чем металл, входящий в состав соли. Например, железо замещает медь из сульфата меди (II):
Железо – восстановитель, катионы меди – окислитель.
Попробуем объяснить, почему металлы обладают общими физическими и химическими свойствами. Для этого рассмотрим модель внутреннего строения металла.
Атомы металлов имеют относительно большие радиусы и малое число внешних электронов. Эти электроны слабо притягиваются к ядру, поэтому в химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей, отдавая электроны с внешнего энергетического уровня.
В узлах кристаллической решетки металлов находятся не только нейтральные атомы, но и катионы металла, т.к. внешние электроны свободно перемещаются по кристаллической решетке. При этом атомы, отдавая электроны, становятся катионами, а катионы, принимая электроны, превращаются в электронейтральные атомы.
Рис. 4. Модель внутреннего строения металла
Химическую связь, которая образуется в результате притяжения катионов металла к свободно перемещающимся электронам, называют металлической.
Электро– и теплопроводность металлов объясняются наличием свободных электронов, которые могут быть носителями электрического тока и переносчиками теплоты. Пластичность металла объясняется тем, что при механическом воздействии не рвется химическая связь, т.к. химическая связь устанавливается не между конкретными атомами и катионами, а между всеми катионами металла со всеми свободными электронами в кристалле металла.
Читайте также: