Реагирует с водой без нагревания металл
Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой без нагревания , образуя растворимые гидроксиды( щелочи ) и водород.
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2↑
Сa + 2HOH = Ca(OH)2 + H2↑
Алюминий (после разрушения оксидной пленки - амальгирование), магний при нагревании, образуются нерастворимые основания и водород.
2Аl + 6Н2O = 2Аl(ОН)3 + ЗН2↑
Остальные металлы реагируют с водой только в раскаленном состоянии , образуя оксиды (железо – железную окалину)
2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂↑
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С КИСЛОРОДОМ И ВОДОЙ
На воздухе железо и хром легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ОКСИДАМИ
Металлы взаимодействуют с оксидами неметаллов и менее активных металлов.
Металлы (Al, Mg,Са ), восстанавливают при высокой температуре неметаллы или менее активные металлы из их оксидов → неметалл или малоактивный металл и оксид (кальцийтермия, магнийтермия, алюминотермия)
ЗСа + Cr₂O₃ = ЗСаО + 2Cr (800 °C)
2Mg + CО2 = 2MgO + С
Mg + N2O = MgO + N2↑
Но реакции могут идти и по другому механизму:
Zn + CО2 = ZnO+ CO
3Zn + SО2 = ZnS + 2ZnO
Металлы железо и хром реагируют со оксидами, уменьшая степень окисления
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ПЕРОКСИДАМИ
Щелочные металлы при взаимодействии с пероксидами и надпероксидами переводят их в оксиды
6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ (исключение HNO3 и H2SO4 (конц)
Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот → соль и водород.
Мg + 2НС1 = МgСl2 + Н2↑
Al + 2НС1 = Al⁺³Сl₃ + Н2↑
Хром и железо проявляют степень +2
С концентрированной серной и азотной любой концентрации реакции идет по другому механизму:
*Пассивация – металлы не реагируют с концентрированной кислотой без нагревания из-за наличия плотной оксидной плёнки (Al,Cr,Fe).
Золото и платина растворяются только в царской водке (один объем концентрированной (63%-ной) азотной кислоты и три объема концентрированной соляной кислоты), с образованием комплексных соединений золота и платины:
Аu + HNО3 + 4НСl = Н[АuСl4] + NO + 2Н2О
(Тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота))
ЗРt + 4HNО3 + 18НС1 = ЗН2[РtС16] + 4NО + 8Н2О
(Тетрахлорплатинат(III) водорода (платинохлористоводородная кислота)
РЕАКЦИИ С СОЛЯМИ
Активные металлы вытесняют из солей менее активные.
Восстановление из растворов солей:
FeSO4 + Cu = реакция не протекает
Восстановление металлов из расплавов их солей
3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al
TiCl2 + 2Mg = MgCl2 +Ti
Металлы групп В реагируют с солями, понижая степень окисления.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ СО ЩЕЛОЧАМИ
Со щелочами взаимодействуют только те металлы, оксиды и гидроксиды которых обладают амфотерными свойствами ((Zn, Al, Cr(III), Fe(III) и др.
В расплаве образуется соль металла + водород.
В растворе - комплексная соль металла + водород.
2NaOH + Zn + 2H2O = Na2 [Zn(OH)4] + H2↑ (тетрагидроксоцинкат натрия)
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С ОКСИДАМИ
Восстанавливает оксиды металлов (неактивных) до простых веществ (водородотермия):
2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ОКСИДАМИ (оксидами неметаллов и менее активных металлов)
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УГЛЕРОДА С ОКСИДАМИ
Углерод восстанавливает при нагревании металлы из их оксидов (карботермия):
2ZnO + C = 2Zn + CO
4С + Fe₃O₄ = 3Fe + 4CO
ЗАДАНИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Химические свойства металлов
Свойства металлов начинают изучать на уроках химии в 8–9 классе. В этом материале мы подробно разберем химические свойства этой группы элементов, а в конце статьи вы найдете удобную таблицу-шпаргалку для запоминания.
О чем эта статья:
8 класс, 9 класс, ЕГЭ/ОГЭ
Металлы — это химические элементы, атомы которых способны отдавать электроны с внешнего энергетического уровня, превращаясь в положительные ионы (катионы) и проявляя восстановительные свойства.
В окислительно-восстановительных реакциях металлы способны только отдавать электроны, являясь сильными восстановителями. В роли окислителей выступают простые вещества — неметаллы (кислород, фосфор) и сложные вещества (кислоты, соли и т. д.).
Металлы в природе встречаются в виде простых веществ и соединений. Активность металла в химических реакциях определяют, используя электрохимический ряд, который предложил русский ученый Н. Н. Бекетов. По химической активности выделяют три группы металлов.
Ряд активности металлов
Металлы средней активности
Общие химические свойства металлов
Взаимодействие с неметаллами
Щелочные металлы сравнительно легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:
оксид образует только литий
натрий образует пероксид
калий, рубидий и цезий — надпероксид
Остальные металлы с кислородом образуют оксиды:
2Zn + O2 = 2ZnO (при нагревании)
Металлы, которые в ряду активности расположены левее водорода, при контакте с кислородом воздуха образуют ржавчину. Например, так делает железо:
С галогенами металлы образуют галогениды:
Медный порошок реагирует с хлором и бромом (в эфире):
При взаимодействии с водородом образуются гидриды:
Взаимодействие с серой приводит к образованию сульфидов (реакции протекают при нагревании):
Реакции с фосфором протекают до образования фосфидов (при нагревании):
Основной продукт взаимодействия металла с углеродом — карбид (реакции протекают при нагревании).
Из щелочноземельных металлов с углеродом карбиды образуют литий и натрий:
Калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом:
С азотом из металлов IA группы легко реагирует только литий. Реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:
Взаимодействие с водой
Все металлы I A и IIA группы реагируют с водой, в результате образуются растворимые основания и выделяется H2. Литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:
Металлы средней активности реагируют с водой только при условии, что металл нагрет до высоких температур. Результат данной реакции — образование оксида.
Неактивные металлы с водой не взаимодействуют.
Взаимодействие с кислотами
Если металл расположен в ряду активности левее водорода, то происходит вытеснение водорода из разбавленных кислот. Данное правило работает в том случае, если в реакции с кислотой образуется растворимая соль.
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2
При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.
Металлы IА группы:
Металлы IIА группы
Такие металлы, как железо, хром, никель, кобальт на холоде не взаимодействуют с серной кислотой, но при нагревании реакция возможна.
Взаимодействие с солями
Металлы способны вытеснять из растворов солей другие металлы, стоящие в ряду напряжений правее, и могут быть вытеснены металлами, расположенными левее:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
На металлы IА и IIА группы это правило не распространяется, так как они реагируют с водой.
Реакция между металлом и солью менее активного металла возможна в том случае, если соли — как вступающие в реакцию, так и образующиеся в результате — растворимы в воде.
Взаимодействие с аммиаком
Щелочные металлы реагируют с аммиаком с образованием амида натрия:
Взаимодействие с органическими веществами
Металлы IА группы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:
Также они могут вступать в реакции с галогеналканами, галогенпроизводными аренов и другими органическими веществами.
Взаимодействие металлов с оксидами
Для металлов при высокой температуре характерно восстановление неметаллов или менее активных металлов из их оксидов.
3Са + Cr2O3 = 3СаО + 2Cr (кальциетермия)
Вопросы для самоконтроля
С чем реагируют неактивные металлы?
С чем связаны восстановительные свойства металлов?
Верно ли утверждение, что щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с водой, образуя щелочи?
Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении реакции по схеме:
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + Н2O
Как металлы реагируют с кислотами?
Подведем итоги
От активности металлов зависит их химические свойства. Простые вещества — металлы в окислительно-восстановительных реакциях являются восстановителями. По положению металла в электрохимическом ряду можно судить о том, насколько активно он способен вступать в химические реакции (т. е. насколько сильно у металла проявляются восстановительные свойства).
Напоследок поделимся таблицей, которая поможет запомнить, с чем реагируют металлы, и подготовиться к контрольной работе по химии.
Таблица «Химические свойства металлов»
Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb
Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Восстановительная способность металлов в свободном состоянии
Возрастает справа налево
Взаимодействие металлов с кислородом
Быстро окисляются при обычной температуре
Медленно окисляются при обычной температуре или при нагревании
Взаимодействие с водой
Выделяется водород и образуется гидроксид
При нагревании выделяется водород и образуются оксиды
Водород из воды не вытесняют
Взаимодействие с кислотами
Вытесняют водород из разбавленных кислот (кроме HNO3)
Не вытесняют водород из разбавленных кислот
Реагируют с концентрированными азотной и серной кислотами
С кислотами не реагируют, растворяются в царской водке
Взаимодействие с солями
Не могут вытеснять металлы из солей
Более активные металлы (кроме щелочных и щелочноземельных) вытесняют менее активные из их солей
Взаимодействие с оксидами
Для металлов (при высокой температуре) характерно восстановление неметаллов или менее активных металлов из их оксидов
2.2.2. Химические свойства металлов IIA группы.
IIA группа содержит только металлы – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) и Ra (радий). Химические свойства первого представителя этой группы — бериллия — наиболее сильно отличаются от химических свойств остальных элементов данной группы. Его химические свойства во многом даже более схожи с алюминием, чем с остальными металлами IIA группы (так называемое «диагональное сходство»). Магний же по химическим свойствами тоже заметно отличается от Ca, Sr, Ba и Ra, но все же имеет с ними намного больше сходных химических свойств, чем с бериллием. В связи со значительным сходством химических свойств кальция, стронция, бария и радия их объединяют в одно семейство, называемое щелочноземельными металлами.
Все элементы IIA группы относятся к s-элементам, т.е. содержат все свои валентные электроны на s-подуровне. Таким образом, электронная конфигурация внешнего электронного слоя всех химических элементов данной группы имеет вид ns 2 , где n – номер периода, в котором находится элемент.
Вследствие особенностей электронного строения металлов IIA группы, данные элементы, помимо нуля, способны иметь только одну единственную степень окисления, равную +2. Простые вещества, образованные элементами IIA группы, при участии в любых химических реакциях способны только окисляться, т.е. отдавать электроны:
Ме 0 – 2e — → Ме +2
Кальций, стронций, барий и радий обладают крайне высокой химической активностью. Простые вещества, образованные ими, являются очень сильными восстановителями. Также сильным восстановителем является магний. Восстановительная активность металлов подчиняется общим закономерностям периодического закона Д.И. Менделеева и увеличивается вниз по подгруппе.
Взаимодействие с простыми веществами
с кислородом
Без нагревания бериллий и магний не реагируют ни с кислородом воздуха, ни с чистым кислородом ввиду того, что покрыты тонкими защитными пленками, состоящими соответственно из оксидов BeO и MgO. Их хранение не требует каких-либо особых способов защиты от воздуха и влаги, в отличие от щелочноземельных металлов, которые хранят под слоем инертной по отношению к ним жидкости, чаще всего керосина.
Be, Mg, Ca, Sr при горении в кислороде образуют оксиды состава MeO, а Ba – смесь оксида бария (BaO) и пероксида бария (BaO2):
Следует отметить, что при горении щелочноземельных металлов и магния на воздухе побочно протекает также реакция этих металлов с азотом воздуха, в результате которой, помимо соединений металлов с кислородом, образуются также нитриды c общей формулой Me3N2.
с галогенами
Бериллий реагирует с галогенами только при высоких температурах, а остальные металлы IIA группы — уже при комнатной температуре:
с неметаллами IV–VI групп
Все металлы IIA группы реагируют при нагревании со всеми неметаллами IV–VI групп, но в зависимости от положения металла в группе, а также активности неметаллов требуется различная степень нагрева. Поскольку бериллий является среди всех металлов IIA группы наиболее химически инертным, при проведении его реакций с неметаллами требуется существенно большая температура.
Следует отметить, что при реакции металлов с углеродом могут образовываться карбиды разной природы. Различают карбиды, относящиеся к метанидам и условно считающимися производными метана, в котором все атомы водорода замещены на металл. Они так же, как и метан, содержат углерод в степени окисления -4, и при их гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями одним из продуктов является метан. Также существует другой тип карбидов – ацетилениды, которые содержат ион C2 2- , фактически являющийся фрагментом молекулы ацетилена. Карбиды типа ацетиленидов при гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют ацетилен как один из продуктов реакции. То, какой тип карбида – метанид или ацетиленид — получится при взаимодействии того или иного металла с углеродом, зависит от размера катиона металла. С ионами металлов, обладающих малым значением радиуса, образуются, как правило, метаниды, с ионами более крупного размера – ацетилениды. В случае металлов второй группы метанид получается при взаимодействии бериллия с углеродом:
Остальные металлы II А группы образуют с углеродом ацетилениды:
С кремнием металлы IIA группы образуют силициды — соединения вида Me2Si, с азотом – нитриды (Me3N2), фосфором – фосфиды (Me3P2):
с водородом
Все щелочноземельные металлы реагируют при нагревании с водородом. Для того чтобы магний прореагировал с водородом, одного нагрева, как в случае со щелочноземельными металлами, недостаточно, требуется, помимо высокой температуры, также и повышенное давление водорода. Бериллий не реагирует с водородом ни при каких условиях.
Взаимодействие со сложными веществами
с водой
Все щелочноземельные металлы активно реагируют с водой с образованием щелочей (растворимых гидроксидов металлов) и водорода. Магний реагирует с водой лишь при кипячении вследствие того, что при нагревании в воде растворяется защитная оксидная пленка MgO. В случае бериллия защитная оксидная пленка очень стойкая: с ним вода не реагирует ни при кипячении, ни даже при температуре красного каления:
c кислотами-неокислителями
Все металлы главной подгруппы II группы реагируют с кислотами-неокислителями, поскольку находятся в ряду активности левее водорода. При этом образуются соль соответствующей кислоты и водород. Примеры реакций:
c кислотами-окислителями
− разбавленной азотной кислотой
С разбавленной азотной кислотой реагируют все металлы IIA группы. При этом продуктами восстановления вместо водорода (как в случае кислот-неокислителей) являются оксиды азота, преимущественно оксид азота (I) (N2O), а в случае сильно разбавленной азотной кислоты – нитрат аммония (NH4NO3):
− концентрированной азотной кислотой
Концентрированная азотная кислота при обычной (или низкой) температуре пассивирует бериллий, т.е. в реакцию с ним не вступает. При кипячении реакция возможна и протекает преимущественно в соответствии с уравнением:
Магний и щелочноземельные металлы реагируют с концентрированной азотной кислотой с образованием большого спектра различных продуктов восстановления азота.
− концентрированной серной кислотой
Бериллий пассивируется концентрированной серной кислотой, т.е. не реагирует с ней в обычных условиях, однако реакция протекает при кипячении и приводит к образованию сульфата бериллия, диоксида серы и воды:
Барий также пассивируется концентрированной серной кислотой вследствие образования нерастворимого сульфата бария, но реагирует с ней при нагревании, сульфат бария растворяется при нагревании в концентрированной серной кислоте благодаря его превращению в гидросульфат бария.
Остальные металлы главной IIA группы реагируют с концентрированной серной кислотой при любых условиях, в том числе на холоду. Восстановление серы происходит преимущественно до сероводорода:
с щелочами
Магний и щелочноземельные металлы со щелочами не взаимодействуют, а бериллий легко реагирует как растворами щелочей, так и с безводными щелочами при сплавлении. При этом при осуществлении реакции в водном растворе в реакции участвует также и вода, а продуктами являются тетрагидроксобериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и газообразный водород:
При осуществлении реакции с твердой щелочью при сплавлении образуются бериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и водород
с оксидами
Щелочноземельные металлы, а также магний могут восстанавливать менее активные металлы и некоторые неметаллы из их оксидов при нагревании, например:
Метод восстановления металлов из их оксидов магнием называют магниетермией.
Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ
Все Щ металлы, кроме Li, образуют не оксиды, а пероксиды:
Оксиды получают взаимодействием пероксидов с металлом:
Na2O2 + 2Na → 2Na2O
2) Реагируют с водородом (подробнее)
3) Реагируют с водой (подробнее)
4) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:
3Mg + 2P → Mg3P2 (t)
2Na + Cl2 → 2NaCl
5) Реагируют с некоторыми кислотными оксидами:
CO2 + 2Mg → 2MgO + C
SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si
SiO2 + 2Ca → 2CaO + Si
SiO2 + 2Ba → 2BaO + Si
6) Магний как восстановитель используется в производстве кремния и некоторых металлов:
2Mg + TiCl4 → 2MgCl2 + Ti (t)
7) Реакции Щ и ЩЗ металлов с растворами солей или кислот не рассматриваются, так как эти металлы очень бурно взаимодействуют с водой, и суммарная реакция изменится.
2. Алюминий
1) Реагирует с кислородом: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
2) Не реагирует с водородом (из металлов только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
3) Реагирует с водой, если удалить оксидную пленку:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H24) Реагирует с щелочами с выделением водорода (также Be и Zn):
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
5) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
2Al + N2 → 2AlN (t)
6) Используется для восстановления менее активных металлов (алюмотермия):
3FeO + 2Al → 3Fe + Al2O3
Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3
7) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
Al + H2SO4 (р) → Al2(SO4)3 + H2
8) Вытесняет менее активные металлы из их солей:
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu
9) На холоде пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот. При нагревании реагирует без выделения водорода:
Al + 4HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + NO8Al + 30HNO3(разб.) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (при любой температуре, возможно образование N2O)
2Al + 6H2SO4(конц.) → Al2(SO4)3 + 3SO2 2Al + 3H2SO4(разб.) → Al2(SO4)3 + 3H23. Железо
1) Реагирует с кислородом:
3Fe + 2O2 → Fe3O4 (железная окалина)
В присутствии воды образуется ржавчина:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3
2) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
Fe + H2 → реакция не идет
3) Реагирует с парами воды с образованием оксида:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (t)
4) Не реагирует с щелочами
Fe + NaOH → реакция не идет
5) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:
2Fe + 3F2 → 2FeF3 (образуется соль Fe +3 )
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (образуется соль Fe +3 )
2Fe + 3Br2 → 2FeBr3 (образуется соль Fe +3 )
Fe + I2 → FeI2 (образуется соль Fe +2 )
6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
Fe + H2SO4 (разб.) → FeSO4 + H2Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
7) Вытесняет менее активные металлы из их солей:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (образуется соль Fe +2 )
8) На холодe пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот (т.е. реакция не протекает). При нагревании реагирует без выделения водорода:
Fe + 6HNO3(конц.) → Fe(NO3)3 + 3NO2 Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + NO 2Fe + 6H2SO4(конц.) → Fe2(SO4)3 + 3SO29) Соединения Fe +3 реагируют с железом, медью, восстанавливаясь до Fe +2 :
2FeCl3 + Fe → 3FeCl2
Fe3O4 + Fe → 4FeO
Fe2O3 + Fe → 3FeO
4. Хром
4Cr + 3O2 → 2Cr2O3
Cr + H2 → реакция не идет
2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2 (t)
Cr + NaOH → реакция не идет
2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (образуется соль Fe +3 )
2Cr + 3Br2 → 2CrBr3 (образуется соль Fe +3 )
Cr + S → Cr2S3 (образуется соль Fe +3 )
Cr + H2SO4 (разб.) → CrSO4 + H2 Cr + 2HCl → CrCl2 + H27) Пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот (реакция идут только при нагревании)
Cr + 6HNO3(конц.) → Cr(NO3)3 + 3NO2 Cr + 4HNO3(разб.) → Cr(NO3)3 + NO5. Медь
2) Реагирует с соединениями Cu +2 с образованием промежуточной степени окисления +1:
CuCl2 + Cu → 2CuCl
3) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
Cu + H2 → реакция не идет
4) Не реагирует с парами воды (так как находится в ряду напряжений после водорода):
Cu + H2O → реакция не идет
5) Не реагирует с щелочами
Cu + NaOH → реакция не идет
6) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:
Cu + Cl2 → CuCl2 (образуется соль Cu +2 )
Cu + Br2 → CuBr2 (образуется соль Cu +2 )
2Cu + I2 → 2CuI (образуется соль Cu +1 )
Cu + S → CuS (образуется соль Cu +2 )
7) Не реагирует с N2, C, Si.
8) Не реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится правее водорода в ряду напряжений:
Cu + H2SO4(р) → реакция не идет.
9) Реагирует с кислотами-окислителями как слабый восстановитель:
Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2NO2 3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 2NO Cu + 2H2SO4(конц.) → CuSO4 + SO27. Цинк
1) Реагирует с кислородом: 2Zn + O2 → 2ZnO
3) Реагирует с парами воды, т.е. при сильном нагревании, с образованием оксида:
Zn + H2O → ZnO + H2
4) Реагирует с твердыми щелочами и растворами щелочей с выделением водорода (также Be и Al):
Zn + 2NaOH(тв.) → Na2ZnO2 + H2 (t)
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H25) Реагируют с галогенами, серой при нагревании:
Zn + H2SO4 (разб.) → ZnSO4 + H28) Реагирует с кислотами-окислителями:
4Zn + 5H2SO4(конц.) → 4ZnSO4 + H2SТак как Zn находится примерно в центре ряда напряжений, то в реакциях с азотной кислотой могут образовываться разные продукты:
Задания 6. Характерные химические свойства простых веществ.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует без нагревания.
2) сульфат меди(II)
3) концентрированная азотная кислота
4) разбавленная соляная кислота
5) оксид алюминия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ: 24
Хлорид цинка относится к солям, а железо - к металлам. Металл реагирует с солью только в том случае, если он является более активным по сравнению с тем, который входит в состав соли. Определяется относительная активность металлов по ряду активности металлов (по-другому, ряду напряжений металлов). Железо в ряду активности металлов находится правее цинка, значит, оно менее активно и не способно вытеснить цинк из соли. То есть реакция железа с веществом №1 не идет.
Сульфат меди (II) CuSO4 будет реагировать с железом, так как железо находится левее меди в ряду активности, то есть является более активным металлом.
Концентрированная азотная, а также концентрированная серная кислоты не способны без нагревания реагировать с железом, алюминием и хромом в виду такого явления, как пассивация: на поверхности данных металлов под действием указанных кислот образуется нерастворимая без нагревания соль, выполняющая роль защитной оболочки. Тем не менее, при нагревании эта защитная оболочка растворяется и реакция становится возможной. Т.е. так как указано, что нагрева нет, реакция железа с конц. HNO3 не протекает.
Соляная кислота в независимости от концентрации относится к кислотам-неокислителям. С кислотами-неокислителями с выделением водорода реагируют металлы, стоящие в ряду активности левее водорода. К таким металлам как раз относится железо. Вывод: реакция железа с соляной кислотой протекает.
В случае металла и оксида металла реакция, как и в случае с солью, возможна, если свободный металл активнее того, что входит в состав оксида. Fe, согласно ряду активности металлов, менее активен, чем Al. Это значит, Fe с Al2O3 не реагирует.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует бром.
1) азотная кислота
Ответ: 35
Очевидно, что любая реакция простого вещества с любым другим веществом (веществами) является окислительно-восстановительной.
Бром (Br2) прежде всего следует рассматривать как вещество с сильными окислительными свойствами. Реакций, в которых свободный бром проявляет восстановительные свойства крайне мало (взаимодействие со фтором, диспропорционирование в щелочи).
1) Азотная кислота содержит два элемента в высших степенях окисления (водород +1 и азот +5), т.е., очевидно они окислены бромом быть не могут. Кислород же, имеющий степень окисления -2, не может быть окислен Br 0 ввиду большей чем у брома электроотрицательности. Вывод реакция HNO3 с Br2 не протекает.
2) Кислород, хлор и бром - не реагируют между собой - все три указанных вещества могут проявлять практически только окислительные свойства и "не готовы" делиться электронами друг с другом. Вывод реакция O2 c Br2 не протекает.
3) NaOH (водн.). Из простых веществ с щелочами реагируют только Be, Zn, Al, Si, P, S и галогены. Бром - галоген, следовательно, реагирует с щелочью. При этом в зависимости от температуры несколько различаются продукты реакций:
2NaOH + Br2 = NaBrO + NaBr + H2O (на холоду)
6NaOH + 3Br2 t° > NaBrO 3 + 5NaBr + 3H2O
4) Хлорид калия. Свободный галоген реагирует с галогенидом металла в том случае, если исходный свободный галоген более электроотрицателен (находится выше в таблице Менделеева). Бром находится в таблице ниже, чем хлор, следовательно, реагировать с хлоридом калия не будет.
5) Аналогично пункту 4. Бром находится в таблице выше йода, следовательно реагирует с иодидом лития, вытесняя свободный йод:
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми в обычных условиях реагирует магний.
1) концентрированная серная кислота
3) гидроксид натрия
Ответ: 14
Пояснение:
1) Концентрированная серная кислота реагирует при обычных условиях практически со всеми металлами кроме платины, золота и пассивирующихся металлов (Cr, Fe, Al). Магний - сильный восстановитель, поэтому восстановит S +6 до минимальной степени окисления серы -2 (H2S):
2) Хлорид бария с магнием не реагирует так как барий более активный металл, чем магний.
3) С гидроксидом натрия магний не реагирует, т.к. с щелочами из металлов реагируют только Be,Zn,Al
4) С нитратом цинка магний реагирует, т.к. магний более активен чем цинк, т.е. находится левее цинка в ряду активности:
5) С серой магний реагирует, но только при нагревании. Без нагревания реакция не протекает. Практически все реакции между твердыми веществами требуют нагревания.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых медь реагирует без нагревания.
1) разбавленная серная кислота
2) разбавленная азотная кислота
3) 10%-ная соляная кислота
4) раствор нитрата серебра
5) раствор нитрата железа (II)
Медь относится к малоактивным металлам (расположена в ряду активности правее водорода). В связи с этим не реагирует с растворами кислот-неокислителей. По этой причине не подходит вариант ответа 1 и 3. Азотная кислота в независимости от концентрации относится к кислотам окислителям, т.е. окисляет не водородом в степени окисления +1, а кислотообразующим элементом (азотом) в степени окисления +5. Это означает, что список металлов, с которыми может реагировать азотная кислота, распространяется не только на металлы, находящимися в ряду активности до водорода, но и на все металлы после (кроме платины и золота):
Металл с солью может реагировать в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот который содержится в исходной соли. Поскольку медь более активна, чем серебро, то ее реакция с нитратом серебра возможна и протекает в соответствии с уравнением:
Поскольку медь менее активна, чем железо, то ее реакция с солями железа (II) невозможна.
Соли железа (III) в отличие от солей железа (II) являются более сильными окислителями. По этой причине соли железа (III) могут реагировать не только с металлами левее Fe в ряду активности, но также и с некоторыми металлами после. Формально это противоречит правилу, однако, это не так, поскольку вытеснение свободного железа медью не происходит. Наблюдается лишь частичное восстановление железа (III) до меньшей степени окисления. Например:
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых хром реагирует при комнатной температуре.
Ответ: 13
Хром - металл, расположенный в ряду активности до водорода. По этой причине реагирует практически со всем кислотами, включая кислоты-неокислители. Среди представленного списка кислотами-неокислителями являются разбавленные растворы серной и соляной кислот. Обе реакции протекают по типу замещения с выделением водорода:чно Fe, Al). Реакция между пассивирующимися металлами и концентрированной серной или концентрированной азотной кислотами возможна лишь при сильном нагревании.
С водой из металлов реагируют при комнатной температуре только щелочные и щелочно-земельные металлы. Хром, будучи металлом средней активности (расположен между Al и H), реагирует с перегретым водяным паром в раскаленном состоянии, образуя оксид металла и водород.
Азот при комнатной температуре реагирует лишь с единственным металлом - литием.
Водород при комнатной температуре с металлами не реагирует. При нагревании водород способен реагировать с щелочными и щелочноземельными металлами.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует при обычных условиях.
2) серная кислота (конц., хол.)
3) нитрат цинка (р-р)
4) нитрат меди (II) (р-р)
5) серная кислота (конц., гор.)
Ответ: 45
4) гидроксид меди (II)
5) гидроксид натрия
Ответ: 25
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует кальций.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует фосфор.
1) концентрированная соляная кислота
2) разбавленная серная кислота
5) гидроксид калия
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует хлор.
1) хлорид железа (II)
2) хлорид железа (III)
3) фторид железа (III)
4) фторид натрия
5) бромид натрия
Ответ: 15
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует сера.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых цинк реагирует без нагревания.
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует кремний.
4) гидроксид натрия
5) гидроксид алюминия
Ответ: 34
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует водород.
Ответ: 12
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых хром реагирует без нагревания.
1) хлорид железа (III)
2) концентрированная серная кислота
3) разбавленная серная кислота
4) гидроксид цинка
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых азот может реагировать при нагревании.
4) концентрированная серная кислота
5) концентрированная азотная кислота
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и водород, и хлор.
3) гидроксид кальция
4) металлический кальций
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, в каждом из которых растворяются и железо, и медь.
1) серная кислота (разб., гор.)
2) серная кислота (конц., гор.)
3) серная кислота (конц., хол.)
4) серная кислота (разб., хол.)
5) азотная кислота (конц., гор.)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и сера, и хлор.
5) оксид углерода (IV)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и алюминий, и фосфор.
4) раствор хлорида железа (II)
5) раствор нитрата цинка
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует барий.
2) гидроксид натрия
3) сульфат калия
4) хлорид кальция
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует азот.
4) соляная кислота
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует бром.
2) соляная кислота
3) карбонат калия
4) азотная кислота (р-р)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует сера.
1) серная кислота (конц.)
2) гидроксид хрома(III)
3) карбонат натрия (р-р)
4) хлорид меди(II)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует хром.
1) гидроксид цинка
3) сульфат кальция (р-р)
5) хлорид бария (р-р)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует хлор.
1) азотная кислота (конц.)
2) оксид кремния
3) гидроксид калия (р-р)
4) фосфат кальция
5) бромид натрия (р-р)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует водород.
2) серная кислота (конц.)
3) хлорид кальция (р-р)
4) оксид меди (II)
5) гидроксид натрия (р-р)
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует цинк.
Читайте также: