ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ВОДОЙ

 

С водой реагируют металлы, стоящие до водорода в электрохимическом ряду напряжений

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)

Zn + H₂O = ZnO + H₂↑

3Fe + 4HOH = Fe₃O₄ + 4 H₂↑

2Cr + 3H₂ O = Cr₂ O₃ + 3H₂ ↑

 

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С КИСЛОРОДОМ И ВОДОЙ

 

На воздухе железо и хром легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

 

4Fe + 3O₂ + 6 H₂ O = 4Fe(OH)₃

4Cr + 3 O₂ + 6 H₂ O = 4Cr(OH)₃

 

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)

 

2Al + Cr₂ O₃ = 2Cr + Al₂O₃

ЗСа + Cr₂ O₃ = ЗСаО + 2Cr (800 °C)

8Al+3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃+9Fe (термит)

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

 

Cr + Cr₂⁺ ³ O₃ = 3Cr⁺ ² O

 

Fe+ Fe₂⁺ ³ O₃ = 3Fe⁺ ² O

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ПЕРОКСИДАМИ

 

Щелочные металлы при взаимодействии с пероксидами и надпероксидами переводят их в оксиды

 

2Na + Na₂O₂ = 2Na₂O

3K+ KO₂ = 2K₂O

 

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⁺ ³ Сl₃ + 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:

CuSO₄ + Zn = ZnSO₄+ Cu

FeSO₄ + Cu = реакция не протекает

Mg + CuCl₂(pp) = MgCl₂ + Сu

 

Восстановление металлов из расплавов их солей

 

3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al

TiCl2 + 2Mg = MgCl2 +Ti

 

Металлы групп В реагируют с солями, понижая степень окисления.

 

2Fe⁺ ³ Cl₃ + Fe = 3Fe⁺ ² Cl₂

 

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.

 

2NaOH + Zn → Na₂ZnO₂ + H₂↑ (цинкат натрия)

2Al + 2(NaOH · H₂O) = 2NaAlO₂ + 3H₂

 

В растворе -  комплексная соль металла + водород.

 

2NaOH + Zn + 2H₂O = Na₂ [Zn(OH)₄] + H₂↑ (тетрагидроксоцинкат натрия)

2Al+2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄]+ 3H₂↑

 

ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С ОКСИДАМИ

Восстанавливает оксиды металлов (неактивных) до простых веществ (водородотермия):

 

CuO + H₂ = Cu + H₂ O

ZnO + H₂ = Zn+ H₂ O

 

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ОКСИДАМИ (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)

 

2Al + Cr₂O₃ = 2Cr + Al₂O₃

ЗСа + Cr₂ O₃ = ЗСаО + 2Cr (800 °C)

8Al+3Fe₃O₄ = 4 Al₂O₃+9Fe (термит)

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УГЛЕРОДА С ОКСИДАМИ

 

Углерод восстанавливает при нагревании металлы из их оксидов (карботермия):

 

2ZnO + C = 2Zn + CO

4С + Fe₃ O₄ = 3Fe + 4CO

 

 

 

 

ЗАДАНИЯ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: