Урок №48. Химические свойства металлов. Ряд активности (электрохимический ряд) металлов
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Химические свойства металлов определяются их активностью. Простые вещества – металлы в химических реакциях всегда являются восстановителями. Положение металла в ряду активности характеризует то, насколько активно данный металл способен вступать в химические реакции (т. е. то, насколько сильно у него проявляются восстановительные свойства).
Среди металлов традиционно выделяют несколько групп.
Входящие в их состав представители характеризуются отличной от других металлов химической активностью. Такими группами являются:
благородные металлы (серебро, золото, платина, иридий);
щелочные металлы – I(A) группа;
щелочноземельные металлы – II(A) группа, кроме Be, Mg.
Металлы встпают в реакции с простыми веществами – неметаллами (кислород, галогены, сера, азот, фосфор и др.) и сложными веществами (вода, кислоты, растворы солей)
Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами
1. Металлы взаимодействуют с кислородом, образуя оксиды:
4Li + O2 =обыч. усл.= 2Li2O
2Mg + O2 =t, °C= 2MgO
Серебро, золото и платина с кислородом не реагируют
Au + O2 ≠
Видео «Горение магния на воздухе»
Видео "Самовоспламенение никеля на воздухе"
2. Металлы взаимодействуют с галогенами (фтором, хлором, бромом и йодом), образуя галогениды – Ме+nГ-1n
2Na + Cl2 = 2NaCl
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
3. Металлы взаимодействуют с серой, образуя сульфиды.
Zn + S = ZnS
Видео «Взаимодействие цинка с серой»
4. Активные металлы при нагревании реагируют с азотом, фосфором и некоторыми другими неметаллами.
3Ca + N2 =t, °C= Ca3N2
3Na + P =t, °C= Na3P
Взаимодействие со сложными веществами
I. Взаимодействие воды с металлами
1). Взаимодействие с самыми активными металлами, находящимися в периодической системе в I(А) и II(А) группах (щелочные и щелочноземельные металлы) и алюминий. В результате образуются основание и газ водород.
Me + H2O = Me(OH)n + H2 (р. замещения)
Видео «Взаимодействие натрия с водой»
Внимание! Алюминий и магний ведут себя также:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3+3H2
Магний (в горячей воде):
Mg + 2H2O =t°C= Mg(OH)2+H2
2) Взаимодействие воды с менее активными металлами, которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.
Металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н2) – Be, Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют с образованием оксида металла и водорода
Me + Н2О = МехОу + Н2 (р. замещения)
Бериллий с водой образует амфотерный оксид:
Be + H2O =t°C= BeO + H2
Раскалённое железо реагирует с водяным паром, образуя смешанный оксид — железную окалину Fe3O4 и водород:
3Fe + 4H2O =t°C= FeO‧Fe2O3 + 4H2
3) Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой.
Cu + H2O ≠ нет реакции
II. Взаимодействие растворов кислот с металлами
Металлы, стоящие в ряду активности металлов левее водорода, взаимодействуют с растворами кислот (раствор азотной кислоты – исключение), образуя соль и водород.
Кислота (раствор) + Me до (Н2) = Соль + H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
Cu + H2SO4 ≠
Au + H2SO4 ≠
Видео «Электрохимический ряд напряжений - вытеснение водорода металлами»
III. Взаимодействие кислот-окислителей с металлами
Металлы особо реагируют с серной концентрированной и азотной кислотами:
H2SO4 (конц.) + Me = Сульфат + H2O + Х
2H2SO4 (конц.) + Cu =t°C= CuSO4 + 2H2O + SO2↑
8Na0 + 5H2+6SO4 = 4Na2+1SO4 + H2S-2↑ + 4H2O
Повторите «Окислительные свойства концентрированной серной кислоты»
HNO3 + Me = Нитрат + H2O + Х
4HNO3 (k) + Cu = Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO2↑
8HNO3 (p) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
4Zn + 10HNO3 (раствор горячий) =t˚C= 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
4Zn + 10HNO3 (оч. разб. горячий) =t˚C= 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Zn + 4HNO3 (конц. горячий) =t˚C= Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Повторите «Специфические свойства азотной кислоты»
IV. С растворами солей менее активных металлов
Ме + Соль = Новый металл + Новая соль
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
FeCl2 + Cu ≠
Видео «Электрохимический ряд напряжений металлов. Вытеснение металла из соли другими металлами»
Видео «Взаимодействие металлов с солями»
Активность металла в реакциях с кислотами, водными растворами солей и др. можно определить, используя электрохимический ряд, предложенный в 1865 г русским учёным Н. Н. Бекетовым: от калия к золоту восстановительная способность (способность отдавать электроны) уменьшается, все металлы, стоящие в ряду левее водорода, могут вытеснять его из растворов кислот; медь, серебро, ртуть, платина, золото, расположенные правее, не вытесняют водород.
Видео «Взаимодействие хлорида олова (II) с цинком («Оловянный ежик»)»