Химические свойства и применение металлов

 Мы уже знаем, что металлические свойства - это способность атомов металлов отдавать электроны с образованием положительных ионов: Восстановитель Ме0 - пе ® Ме+п - (окисление) По химической активности металлы делятся на активные, средней активности и пассивные. Активные металлы реагируют с неметаллами (кислородом, серой, галогенами и др.), со сложными веществами (водой, кислотами, солями). Во всех этих случаях происходят реакции, в которых металлы теряют электроны. 2.4.1. } Взаимодействие металлов с простыми веществами - неметаллами 1. С кислородом взаимодействуют все металлы, кроме благородных (Ад, Аи, Р1), с образованием оксидов: 0 0 +1 -2 4^^ + О2 = 2^^2О + ^ Оксиды покрывают поверхность большинства металлов и защищают их от разрушения - коррозии (А120 3, 2п0 и др.). 2. С галогенами (Г2, С12, Вг2, 12) взаимодействуют многие металлы с образованием солей - галогенидов: 0 0 +1 -1 2 ^ + С12 = 2 ^ С 1 -1е +2е хлорид натрия восстановитель окислитель Металлы в нашей жизни м 33 3. При взаимодействии с серой металлы образуют сульфиды: 0 +1 -2 2Ыа + 8 = ^ 28 -1е +2(3 сульфид натрия восстановитель окислитель 4*. При взаимодействии с углеродом металлы образуют карбиды разного состава: 0 0 (* +3 -4 4А1 + 3С = А14С3 карбид алюминия Са + 2С = СаС2 карбид кальция Вывод: во всех реакциях с неметаллами металлы выступают как восстановители. 2.4.2. Э Взаимодействие металлов со сложными веществами 1. Взаимодействие с водой. Металлы, стоящие в вытеснительном ряду до магния, легко реагируют с водой с выделением водорода и образованием щелочи: 0 2 ^ -1е восстановитель + + 1-2+1 2НОН +2е окислитель + 1 -2+1 0 2 ^ ОН + Н2 гидроксид натрия т Са + 2НОН = Са(ОН)2 + Н2Т гидроксид кальция Чистый алюминий (без защитной пленки А120 3, нерастворимой в воде) очень активно реагирует с водой: 2А1 + 6НОН = 2А1(ОН)3 + 3Н2Т гидроксид алюминия Другие металлы, стоящие до водорода в вытеснительном ряду, реагируют с водой только в порошкообразном виде и при нагревании. Что же получается при этом: гидроксид или оксид металла? Почему? .о 3Ре + 4НОН = Ре3О4 + 4Н2! 2. Взаимодействие металлов с кислотами. Вспомним вытеснительный ряд металлов: Уменьшение восстановительной способности атомов ь1Гкгватса,^а,мё,А1Г2пГсГГре,^1Г8ПГрьШсигнё,АёГР1,Аи ---------------------------------------------------------------------------► Повышение окислительной способности ионов Этот ряд составлен на основе взаимодействия металлов с водными растворами кислот и солей. Металлы, стоящие в вытеснительном ряду до водорода, вытесняют водород из растворов кислот (кроме азотной НN0 3 и концентрированной серной Н2804): Ре + Н28О4(разб.) = Ре8О4 + Н2Т а Вода Фенолфталеин б Горение водорода Натрий Водород Вода № ОН Фенолф талеин (малиновый цвет ) Рис. 2.12. Взаимодействие натрия с водой Металлы в нашей жизни 34 Рис. 2.13. Серебро и вода При взаимодействии с кислотами металлы - восстановители. 3. Взаимодействие металлов с солями. Каждый металл вытесняет все последующие металлы (в вытеснительном ряду) из растворов их солей. 0 + 2 +2 0 Например: Ге + Си804 = Ге804 + Си Исключение составляют металлы, стоящие до магния. Они не вытесняют другие металлы, а реагируют с водой, вытесняя водород. При взаимодействии^ солями металлы всегда служат восстановителями (2п, Ге), а ионы металлов из солей - +2 +2 окислителями (Ге, Си). Рис. 2.14. Столовые приборы из мельхиора (сплав меди и никеля) 2.4.3. } Применение металлов Металлы находят широкое применение в хозяйстве любой страны. Особое место принадлежит железу и его сплавам - чугуну и стали. Оборудование всех заводов и фабрик планеты сделано в основном из стали. Посмотрите вокруг себя - сколько железных изделий вас окружает! Но железо - это тяжелый металл, поэтому летательные аппараты изготавливают из легкого алюминия и его сплавов. Не потеряли своего значения медь и ее сплавы - бронза и латунь. Они надежно служат человеку в трансформаторах и телевизорах, в сложнейших электронных устройствах и медных проводах. Благородные металлы (золото, платина, серебро) применяются в точных приборах, служат для изготовления украшений. Р А Б О Т А В Г Р У П П Е 1. Закончите уравнения реакций там, где это возможно: а) 2п + СгС13 ® з) N + ЗпС12 ® б) Ре + М 3 0 4 ® и) РЬ + С и 3 0 4 ® в) Сг + Ре304 ® к) Си + Н д ^ 0 3)2 ® г) Си + Ре304 ® л) Си + АдN 03 ® д) 3п + А12(3 0 4)3 ® м) Нд +А д N 03 ® е) 3п + Р Ь ^ 0 3)2 ® н) Ре + С и 3 0 4 ® ж) Ре + 2 п 3 0 4 ® Какую роль играют металлы в этих реакциях? 2. Сочините рассказ на тему “Применение металлов”. Выберите из главы о металлах отдельные отрывки, которые относятся к данной теме. Дополните сведениями из Интернета и других источников. При небольшом усилии вы сможете сделать эту работу лучше, чем авторы учебника! 3. Установите связь между строением, свойствами и применением металлов. Металлы в нашей жизни ^ВО П РО С Ы И УПРАЖНЕНИЯ Л 35 1. Закончи уравнения реакций металлов с простыми веществами - неметаллами: А1 + ? ® А1203 Nа + ? ® Nа25 Ре + ? ® РеС13 *и + ? ® и 3N *А1 + ? ® А14С3 *Са + ? ® СаС2 Какую роль играют металлы в этих реакциях? 2. Закончи уравнения реакций металлов со сложными веществами: Ре + ? ® Ре304 + Н2 Т А1 + ? ® Ре + А1203 А1 + ? ® А1(0И)3 + Н2 Т Ре + ? ® РеС12 + Н2 Т Са + ? ® Са(0Н)2 + Н2 Т 2п + ? ® 2п504 + Н2 Т 3. С какими из перечисленных веществ - 02, С12, 5, С, ^ , Н20, Н2504 (разб.), АдN03 - будут реагировать: а) кальций; б) медь? Напиши уравнения реакций. 4. Даны металлы: А1, Ре, Са, 2п, Nа, ^^, Ад, N1. Расположи их в порядке возрастания химической активности. Аргументируй.