double arrow

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ


 

9.1. Цель и задачи работы

Изучение взаимодействия металлов с растворами солей, кислот и ще­лочей в зависимости от их восстановительных потенциалов с последую­щим определением состава продуктов реакции.

9.2. Объекты и средства исследования.

Растворы солей: CuSO4, Pb(CH3COO)2, 2M. Растворы кислот: HCl, H2SO4, 2M. Концентрированные растворы кислот: H2SO4, HNO3. Металлы: Cu, Zn, Al. Ди оксид марганца. Раствор дихромата калия. Раствор NaOH, 2M.

9.3. Подготовка к работе

Тщательно промыть пробирки водопроводной водой, затем дистиллированной.

Подобрать необходимые реактивы для каждого опыта.

 

9.4. Программа работы

 

9.4.1. Взаимодействие металлов с растворами солей

Возьмите две пробирки. В одну пробирку налейте 5-10 капель раст­вора сульфата меди, в другую - столько же ацетата свинца.

В каждую пробирку опустите по кусочку цинка и оставьте на 3-4 ми­нуты. Объясните наблюдаемые явления и подтвердите их соответствую­щими молекулярными и электронно-ионными уравнениями реакций. Исходя из ряда напряжений металлов, установите термодинамическую устойчи­вость или неустойчивость металлов в соответствующих процессах.




 

9.4.2. Взаимодействие с соляной и серной разбавленной кислотами

Возьмите две пробирки. В одну пробирку налейте 5-10 капель раст­вора соляной кислоты, в другую - столько же разбавленной серной. Опустите в каждую пробирку по кусочку алюминия. Нагрейте. Объясните почему в первый момент растворение алюминия идет медленно? Какой газ выделяется?

Напишите молекулярные и электронно-ионные уравнения реакций. Ука­жите окислитель и восстановитель. Сделайте вывод о термодинамичес­кой устойчивости различных металлов в данных средах.

 

 

9.4.3. Влияние сильных окислителей на растворение металлов в соляной кислоте

Возьмите две пробирки. В каждую налейте 5-10 капель раствора со­ляной кислоты и бросьте по кусочку меди. Идет ли растворение? Объ­ясните причину.

В одну из пробирок добавьте немного диоксида марганца (на кончик стеклянной лопаточки), в другую - 2-3 капли дихромата калия (K2Cr2O7). Нагрейте. Наблюдайте происходящие явления. Какие вещест­ва будут окислителями? Какую роль играет в реакциях соляная кисло­та? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

 

9.4.4. Взаимодействие металлов с концентрированной

серной кислотой

Опыт проводите под тягой!

Возьмите две пробирки. Налейте осторожно в каждую по 5-10 капель концентрированной серной кислоты. Бросьте в одну пробирку кусочек цинка, в другую - меди. Подогрейте осторожно. Что наблюдаете? Как влияет активность металла на восстановление серной кислоты? Опыт подтвердите молекулярными и электронно-ионными уравнениями реакций.

9.4.5. Взаимодействие металлов с концентрированной и



разбавленной азотной кислотой

 

Опыт проводите под тягой !

9.4.5.а. Возьмите две пробирки. Налейте в каждую по 5-10 капель концентрированной азотной кислоты. Бросьте в одну пробирку кусочек цинка, в другую - меди.

Наблюдайте происходящие явления. Какой газ выделяется? Влияет ли активность металла на степень восстановления азотной кислоты? Ответ подтвердите молекулярными и электронно-ионными уравнениями реакций.

 

9.4.5.б. Налейте в те же две пробирки небольшое количество воды, т.е. реакция уже будет идти с разбавленной азотной кислотой. Наблю­дайте происходящие явления. Какой газ выделяется?

Как влияет активность металла на степень восстановления разбав­ленной азотной кислоты? Ответ подтвердите молекулярными и электрон­но-ионными уравнениями реакций.

 

9.4.6. Взаимодействие металлов с растворами щелочей

В пробирку налейте 5-10 капель раствора щелочи. Бросьте кусочек алюминия. Нагрейте. Наблюдайте растворение металла. Какой газ выде­ляется? Какое вещество играет роль окислителя? Какова роль щелочи?

Напишите молекулярное и электронно-ионное уравнение реакции.

 

9.5. Контрольные вопросы

9.5.1. Рассмотрите термодинамическую возможность процесса. Сос­тавьте уравнения термодинамически возможных реакций, используя электронно-ионный метод:

1. Алюминия с водой; раствором щелочи; концентрированной серной кислотой;

2. Меди с разбавленной серной кислотой в присутствии растворенно­го кислорода; цинка с раствором щелочи ; концентрированной азотной кислотой;



3. Железа с разбавленной и концентрированной серной кислотой; с водой. Возможно ли растворение железа в щелочах?

4. Магния с водой; с разбавленной серной кислотой. Возможна ли реакция магния со щелочами, с концентрированной азотной кислотой?

5. Хрома с водой в присутствии растворенного кислорода; с раство­ром щелочи, содержащем кислород; с соляной и концентрированной азотной кислотой;

6. Никеля с разбавленной и концентрированной серной кислотой; с водой. Возможно ли растворение никеля в щелочах?

7. Меди с соляной кислотой, содержащей растворенный кислород; с концентрированной серной кислотой. Возможно ли растворение меди в разбавленной серной кислоте, не содержащей окислителей?

8. Свинца с разбавленной и концентрированной серной кислотой; с уксусной кислотой в присутствии растворенного кислорода;

9. Серебра с соляной кислотой в присутствии перманганата калия; с концентрированной азотной кислотой. Возможна ли реакция серебра с водой?

10. Олова с водой; с водным раствором гидроксида натрия; с кон­центрированной серной кислотой;

11. Бериллия с водой, с водным раствором щелочи; с соляной кисло­той;

12. Свинца с раствором щелочи (рН=14); с водой; с концентрирован­ной серной кислотой;

13. Свинца и цинка с 0,001 М раствором гидроксида калия. Объясни­те, почему свинец не растворяется в разбавленной серной кислоте, а цинк растворяется; растворяется ли свинец в концентрированной серной кислоте?

14. Сравните бериллий и серебро по их устойчивости в воде, раст­ворах щелочей, в соляной и разбавленной азотной кислоте;

15. Почему цинк растворяется в растворе гидроксида натрия и в со­ляной кислоте, а медь не растворяется? Реагирует ли медь с водой в присутствии растворенного кислорода?

16. Свинца с 10-6М раствором гидроксида натрия; с раствором уксус­ной кислоты в присутствии кислорода; с концентрированной азотной кислотой;

17. Алюминия и меди с водой; с концентрированной серной кислотой;

18. Можно ли применять алюминий в качестве конструкционного мате­риала в кислых, щелочных и нейтральных средах?

19. Можно ли применять железо и его сплавы в качестве конструкци­онного материала в щелочных, кислых и нейтральных водных средах?

20. Какие металлы можно применять в качестве конструкционного ма­териала в разбавленной и концентрированной серной кислоте? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

21. Почему электролит (30%-ная серная кислота) не растворяет плас­тины свинцового аккумулятора? Будет ли растворяться свинец в кон­центрированной серной кислоте и в растворе щелочи?

22. В каких средах (нейтральных, щелочных или кислых) никелевое покрытие использовать нельзя? Ответ обоснуйте.

23. Сравните алюминий и серебро по их устойчивости в воде, раство­рах щелочей и разбавленных серной и азотной кислотах.

24. Меди с концентрированной азотной кислотой; с разбавленной сер­ной кислотой, содержащей растворенный кислород; с раствором щелочи;

25. Магния с водой; с разбавленной серной кислотой; с концентри­рованной азотной кислотой;

26. Железа с раствором щелочи; с разбавленной серной кислотой; с концентрированной серной кислотой;

27. Хрома с водой; с раствором щелочи в присутствии растворенного кислорода; с соляной и серной концентрированной кислотами;

28. Свинец используется в качестве покрытия для металлических конструкций, эксплуатируемых в нейтральных средах и в разбавленной серной кислоте. Можно ли использовать такие покрытия в среде концентрированной азотной кислоты и в щелочных средах (рН=14)? Ответ обоснуйте.

29. Цинка в водой; с раствором гидроксида натрия, с концентриро­ванной серной кислотой;

30. Концентрированную серную кислоту транспортируют в стальных цистернах. Обоснуйте применимость этого метода. Можно ли использо­вать железо в качестве конструкционного материала в разбавленной серной кислоте?

 








Сейчас читают про: