Презентация по химии "Химические свойства металлов"

Химические свойства металлов

Химия – 11

Автор: Кунова Г.В. – учитель химии ГОАОУ ЦОРиО, г. Липецк

Общая характеристика металлов

В химических реакциях металлы выступают в роли  восстановителей и повышают степень окисления, превращаясь из простых веществ в катионы: 

Реакции металлов относятся к окислительно-восстановительным реакциям. Окислителями металлов являются неметаллы, ионы водорода, азотная кислота разной концентрации и концентрированная серная кислота.

Для металлов как восстановителей в соединениях характерны положительные степени окисления ( +1, +2, +3 – металлы главных подгрупп I – III групп).

Многим из них присущи переменные степени окисления – металлы побочных подгрупп (Fe, Cu и др.).

Химические свойства металлов различаются в зависимости от химической активности металла.

Электрохимический ряд напряжений металлов

По активности в водных растворах металлы расположены в « Электрохимический ряд напряжений металлов»: 

В этот ряд, составленный русским химиком Н.Н. Бекетовым, включен также неметалл водород. 

Активность металлов убывает слева направо.

Металлы, расположенные в ряду напряжений до алюминия называют активными металлами.

Металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода , называют неактивными металлами .

Химические свойства металлов

Взаимодействие с кислородом

• При взаимодействии с кислородом металлы образуют различные по составу продукты: оксиды, а также пероксиды. Полученные в результате таких реакций оксиды проявляют или осно́вные, или амфотерные свойства. Серебро, золото и платина с кислородом не реагируют.
• Литий и щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя основные оксиды :

• Алюминий сгорает ярким ослепительным пламенем:
• Щелочные металлы Nа, К активно реагируют с кислородом воздуха, образуя пероксиды :

Оксид натрия может быть получен при прокаливании пероксида натрия с натрием:

• Железо сгорает в кислороде с образованием железной окалины – Fe 3 O 4 (FeO ● Fe 2 O 3 ):

Химические свойства металлов

Взаимодействие с неметаллами

• Так как металлы являются восстановителями , то они отдают свои электроны неметаллам, которые, проявляют при этом окислительные свойства.

В результате образуются бинарные соединения, названия которых формируются по единому принципу:

• В случае переменной степени окисления у металла продукт его взаимодействия с неметаллом зависит от окислительных свойств последнего.

1) Металлы взаимодействуют с галогенами с образованием солей:

Химические свойства металлов

2) С водородом самые активные металлы образуют гидриды, в которых водород имеет степень окисления -1, например:

Са 0 + Н 2 0 = Са +2 Н -1 2

3) Взаимодействие с серой при нагревании:

М + S → М n S m сульфид металла

Пример:

Смесь железа с серой

Химические свойства металлов

4) Активные металлы при нагревании реагируют с азотом, фосфором и некоторыми другими неметаллами.

При обычной температуре взаимодействует с азотом только литий:

6Li + N 2 = 2Li 3 N,

при этом образуется нитрид лития.

При взаимодействии кальция с фосфором образуется фосфид кальция:

3Ca + 2P = Ca 3 P 2

Химические свойства металлов

Взаимодействие с водой

• Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с водой, восстанавливая катионы водорода до свободного водорода, и образуют при этом растворимые основания — щёлочи:

Алюминий бурно взаимодействует с водой, только если удалить с его поверхности оксидную пленку.

• Mg – Pb реагируют с водой при нагревании с образованием оксидов металлов и водорода: М + Н 2 О = М х О у + Н 2 .
• Неактивные металлы (Cu - Au) - не реагируют с водой.

Химические свойства металлов

Взаимодействие с растворами кислот

• Металлы взаимодействуют с растворами кислот при соблюдении ряда условий:

• металл должен находиться в ряду напряжений левее водорода ;
• в результате реакции должна образоваться растворимая соль , так как в противном случае она покроет металл осадком и доступ кислоты к металлу прекратится;
• для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы , т.к. они активно взаимодействуют с водой;
• особым образом взаимодействуют с металлами концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации .

Химические свойства металлов

Взаимодействие с растворами солей

• Металлы взаимодействуют с растворами солей при соблюдении ряда условий:

• металл должен находиться в ряду напряжений левее металла, образующего соль ;
• в результате реакции должна образоваться растворимая соль , так как в противном случае она покроет металл осадком и доступ соли к металлу прекратится;
• для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы.

Если опустить кусочек свинца в раствор сульфата меди, то поверхность металла покроется тонким слоем сульфата, и реакция прекратится:

CuSO 4 + Pb ≠ PbSO 4 ↓ + Cu

Химические свойства металлов

Металлотермия – восстановление металлов из их оксидов

• Некоторые активные металлы способны вытеснять другие металлы из их оксидов.

• В методах металлотермии в качестве восстановителей используют Al, Na, Ca, Mg и др.

Пример:

• Методы металлотермии в настоящее время широко используются в металлургии для получения таких металлов как Ti, Cr, Mn, V, Mg, Ba, Ca, Rb, Cs и др.

Задания:

• Новый цинковый бак, в котором приготовили раствор медного купороса для опрыскивания растений, вскоре стал протекать.

Объясните причину разрушения стенок бака. Запишите уравнение химической реакции.

• Почему алюминиевую посуду нельзя мыть содой?

Запишите уравнения химических реакций.

Источники

• Учебники:

• Интернет-ресурсы: фото и рисунки.