Как практически сравнить химическую активность металлов


систематизировать сведения о химических свойствах металлов; сравнить химическую активность металлов; доказать, что металлы проявляют только восстановительные свойства. 2. Развивающи

МКОУ СОШ №2 с.Эльхотово

Открытый урок химии в 9 классе

(с использованием компьютерной презентации)

«Химические

свойства

металлов»

Разработала

учитель химии

Беликова З.Х

2013 год

Тема урока: Химические свойства металлов.

Цели:

1. Образовательные: систематизировать сведения о химических свойствах металлов; сравнить химическую активность металлов; доказать, что металлы

проявляют только восстановительные свойства.

2. Развивающие: научить использовать ряд напряжений металлов при прогнозировании химических свойств металлов; совершенствовать специальные навыки и умения работать с химическими реактивами, записывать уравнения химических реакций; общеучебные: умения наблюдать, делать выводы, составлять схемы, сравнивать.

3. Воспитательные: приучать к аккуратной работе в тетради, работе с реактивами с соблюдением ТБ, развивать коммуникативные способности,

воспитывать взаимовыручку, умение делать самооценку, критически

относится к оценке своих знаний.

4. Цели исследовательской работы:

1. Сделать вывод о химической активности различных металлов.

2. Сопоставить активность металлов и положение их в

электрохимическом ряду напряжений металлов.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: урок с использованием элементов исследовательской деятельности, проблемной ситуации, компьютерной презентации.

Формы работы: парная и индивидуальная.

Оборудование:

Реактивы: металлы (Na, Ca, Fe, Zn, Cu), кислоты (HCI, h3SO4, HNO3),

CuSO4, вода, фенолфталеин, пинцеты, ножницы, спиртовка и др.

Таблицы: ряд активности металлов, генетическая связь веществ.

Компьютер, компьютерная презентация.

Ход урока:

I. Оргмомент.

- Ребята, напомните мне, пожалуйста, какую большую тему мы сейчас изучаем (Металлы).

- Какие вопросы этой темы нами уже рассмотрены? ( Нахождение в природе, получение, строение атома, физические свойства металлов).

- А какие вопросы очень важные для химика, нам еще предстоит изучить? (Химические свойства металлов).

- Итак, тема урока:

Химические свойства металлов (слайд 1)

(учащиеся записывают в тетрадь).

II. Изучение нового материала.

1)- Изучали ли мы ранее этот материал? (В темах «Кислород», «Вода», «Кислоты», «серная кислота», «азотная кислота», «строение Ме»).

- Вы знаете, что свойства веществ зависят от строения. Каковы особенности строения атомом Ме?

- В химических реакциях Ме как себя проявляют?

Меº - n ē → Меn+ , вывод: Меº- восстановитель

- Итак, Ме в химических реакциях - восстановители.

Одинакова ли их восстановительная способность, т.е. химическая активность?

- А как можно узнать об активности Ме? (Изучая книги, из жизненного опыта, по ряду активности, проводя исследование).

- Ребята, сегодня, когда вы входили в класс, вы на двери заметили вот это маленькое стихотворение:

Ты – молодчина! И в это поверь:

Открыта тобой в мир химии дверь.

Надеемся все мы, что лет через пять

Прекрасным ученым сможешь ты стать.

- Сейчас в школе проходит неделя биологии, химии и географии. Прочитав это стихотворение, вы поняли, что мы возлагаем на вас большие надежды. А что? Может, действительно, кто-то из вас станет великим ученым.

А чтобы быть ученым, надо много знать.

Поэтому, неслучайно, девизом нашего урока стали слова Б. Шоу:

«Единственный путь, ведущий к знанию – это деятельность» (слайд 2)

- Добывать знания можно самыми разными способами.

- Академик А.Н. Несмеянов по этому поводу сказал так:

«Древо науки всеми корнями связано с практикой» (слайд 2)

- Сегодня вы сами будете исследовать химические свойства различных Ме. Свою работу на уроке вы будете оценивать сами по следующим критериям

(слайд 4 «Оцени свой успех»).

- Сначала давайте вспомним известные вам свойства Ме: ( Учащиеся рассказывают, используя схему «Генетическая связь веществ»)

- Сегодня, работая на уроке, мы продолжим заполнять таблицу, которую начали на предыдущих уроках.

- Перед началом работы напоминаю вам правила техники безопасности.

(слайды 5 –

2. а) Выполнение лабораторных опытов (исследовательская работа в парах - см. инструкции)

Опыт 1-2. Взаимодействие Ме с О2.

Опыт 3. Взаимодействие Ме с водой.

Опыт 4. Взаимодействие Ме с р-ром HCI.

Опыт 5. Взаимодействие Ме с h3SO4, HNO3.

Опыт 6. Взаимодействие Ме с солями.

б) Результаты опытов обсуждаются вместе со всеми, заполняется схема.

Ме + неметалл: 4Nа + O2 → 2Nа2O

2Nа + O2 → 2Nа2O2

6Nа + N2 → 2Nа3N

Ca + H2 → CaH2

2Fe +3CI2 → 2FeCl3

2Cu + O2 → 2CuО

Ме + оксид (h3О): 2Nа + 2H2О → 2NaOH + H2

Ca + 2 H2О → Ca(OH)2+ H2

Cu + H2О →

SiO2: 2Mg+SiO2 → 2MgО + Si

Ме + оксид Ме: 2AI + Fe2О3 → 2Fe + AI2О3

Ме + кислота: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Fe +2HCl  FeCl2 + H2

Cu + HCl→

Ме + H2SO4: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 +SО2 (или H2S, S, SО 2) + 2H2О

Ме + HNO3: Сu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

(или NO, N2O, N2, NН4NO3)

Ме + соль: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Zn + CuSO4 → Cu+ZnSO4

Cu + ZnSO4 →

в) Выводы: 1. Металлы проявляют различные химические свойства в

соответствии со своей химической активностью.

2. О химической активности Ме можно судить по его

положению в электрохимическом ряду напряжений.

3. Проблемная ситуация:

-А можно ли использовать щелочные металлы для реакции замещения с раствором соли? Например, Na c раствором CuSO4 ? Какой результат следует ожидать?

Демонстрация: опускаем натрий в раствор сульфата меди(II).

Наблюдения: выделяется газ и выпадает осадок… (?)

Записываем уравнение:

2Na + 2H2O  2NaOH + H2

2NaOH + CuSO2 Cu(OH)2 + Na2SO4

2Na + 2H2O + CuSO4 Cu(OH)2 +Na2SO4 + H2

Вывод: натрий нельзя использовать для реакции замещения с растворами солей (можно только с расплавами солей).

III. Закрепление:

  1. Тест (см. карточки, слайд).

  2. Самопроверка теста (слайд).

  3. Самооценка результатов работы (слайд).

IV. Рефлексия: - Ребята, актуален ли девиз нашего урока? (слайд)

V. Д/З: параграф 44, конспект, № 11(стр.120). Составить конспект ответа «Химические свойства цинка» (по желанию – в виде компьютерной презентации).

7.11: Серия Activity - Chemistry LibreTexts

Ниже мы видим два металла, которые могут подвергаться воздействию воды. На фото слева натрий, который при контакте с водой дает бурную реакцию. Изображение справа - серебро, металл, настолько не реагирующий с водой, что из него можно делать сосуды для питья. Оба металла имеют один \ (s \) электрон на внешней оболочке, так что вы можете предсказать аналогичную реактивность. Однако у нас есть лучший инструмент, который позволяет нам лучше прогнозировать, что на что отреагирует.

Серия действий

Реакции однократной замены происходят только тогда, когда элемент, выполняющий замену, более реактивен, чем элемент, который заменяется. Поэтому полезно иметь список элементов в порядке их относительной реактивности. Активность Серия представляет собой список элементов в порядке убывания их реакционной способности. Поскольку металлы заменяют другие металлы, а неметаллы заменяют другие неметаллы, каждый из них имеет отдельный ряд активности. Таблица \ (\ PageIndex {1} \) ниже представляет собой ряд активности наиболее распространенных металлов, а таблица \ (\ PageIndex {2} \) - ряд активности галогенов.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): серия действий металлических элементов
Элементы, от наиболее до наименее реактивных Происходящая реакция

\ (\ ce {Li} \)

\ (\ ce {K} \)

\ (\ ce {Ba} \)

\ (\ ce {Sr} \)

\ (\ ce {Ca} \)

\ (\ ce {Na} \)

Реагировать с холодной водой, заменив водород.

\ (\ ce {Mg} \)

\ (\ ce {Al} \)

\ (\ ce {Zn} \)

\ (\ ce {Cr} \)

\ (\ ce {Fe} \)

\ (\ ce {Cd} \)

Реагировать с паром, но не с холодной водой, заменяя водород.

\ (\ ce {Co} \)

\ (\ ce {Ni} \)

\ (\ ce {Sn} \)

\ (\ ce {Pb} \)

Не реагировать с водой.Реагируют с кислотами, заменяя водород.
\ (\ ce {H_2} \)

\ (\ ce {Cu} \)

\ (\ ce {Hg} \)

\ (\ ce {Ag} \)

\ (\ ce {Pt} \)

\ (\ ce {Au} \)

Не реагирует с водой или кислотами.
Таблица \ (\ PageIndex {2} \): серия действий неметаллических элементов
Элементы, от наиболее до наименее реактивных
\ (\ ce {F_2} \)
\ (\ ce {Cl_2} \)
\ (\ ce {Br_2} \)
\ (\ ce {I_2} \)

Для реакции однократного замещения данный элемент способен заменить элемент, находящийся ниже его в ряду действий.Это можно использовать, чтобы предсказать, произойдет ли реакция. Предположим, что небольшие кусочки металлического никеля были помещены в два отдельных водных раствора: один из нитрата железа (III) и один из нитрата свинца (II). Глядя на ряд активности, мы видим, что никель ниже железа, но выше свинца. Следовательно, металлический никель сможет заменить свинец в реакции, но не сможет заменить железо.

\ [\ ce {Ni} \ left (s \ right) + \ ce {Pb (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ ce {Ni (NO_3) _2} \ left (aq \ right) + \ ce {Pb} \ left (s \ right) \]

\ [\ ce {Ni} \ left (s \ right) + \ ce {Fe (NO_3) _3} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ text {NR (без реакции)} \]

В описаниях, которые сопровождают ряд активности металлов, данный металл также способен вступать в реакции, описанные ниже в этом разделе.Например, литий будет реагировать с холодной водой, заменяя водород. Он также будет реагировать с паром и кислотами, поскольку для этого требуется более низкая степень реактивности.

Примеры \ (\ PageIndex {1} \)

Используйте серию действий, чтобы предсказать, произойдут ли следующие реакции. Если нет, напишите \ (\ text {NR} \). Если реакция все же происходит, запишите продукты реакции и уравновесите уравнение.

  1. \ (\ ce {Al} \ left (s \ right) + \ ce {Zn (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow \)
  2. \ (\ ce {Ag} \ left (s \ right) + \ ce {HCl} \ left (aq \ right) \ rightarrow \)

Решение

ступеней

Пример \ (\ PageIndex {1A} \)

\ (\ ce {Al} \ left (s \ right) + \ ce {Zn (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow \)

Пример \ (\ PageIndex {1B} \)

\ (\ ce {Ag} \ left (s \ right) + \ ce {HCl} \ left (aq \ right) \ rightarrow \)

Спланируйте проблему. Сравните размещение алюминия и цинка в серии действий (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)). Сравните размещение серебра и водорода (Таблица \ (\ PageIndex {1} \))
Решить.

Поскольку алюминий выше цинка, он способен заменить его, и произойдет реакция. Продуктами реакции будут водный раствор нитрата алюминия и твердый цинк. Позаботьтесь о том, чтобы написать правильные формулы для продуктов, прежде чем уравновешивать уравнение.Алюминий принимает заряд \ (+ 3 \) в ионном соединении, поэтому формула нитрата алюминия \ (\ ce {Al (NO_3) _3} \). Вычисленное уравнение:

\ (2 \ ce {Al} \ left (s \ right) + 3 \ ce {Zn (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow 2 \ ce {Al (NO_3) _3} \ left (aq \ right) + 3 \ ce {Zn} \ left (s \ right) \)

Поскольку содержание серебра ниже водорода, оно не способно заменять водород в реакции с кислотой.

\ (\ ce {Ag} \ left (s \ right) + \ ce {HCl} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ text {NR} \)

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Используйте ряд действий для прогнозирования продуктов, если таковые имеются, каждого уравнения.

  1. \ (\ ce {FeCl2 + Zn →} \)
  2. \ (\ ce {HNO3 + Au →} \)
Ответьте на
Продукты ZnCl 2 + Fe
Ответ b
Нет реакции
.

9.2: Металлы и неметаллы и их ионы

За исключением водорода, все элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами. Таким образом, металлы являются электроположительными элементами с относительно низкими энергиями ионизации. Они отличаются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. При нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

Физические свойства металлов

Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество.Другие свойства включают:

  • Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
  • Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
  • Ковкость: Металлы обладают способностью противостоять ударам молотком и могут быть превращены в тонкие листы, известные как фольга.Например, кусок золота размером с кубик сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрываться футбольное поле.
  • Пластичность: Металлы можно втягивать в проволоку. Например, из 100 г серебра можно натянуть тонкую проволоку длиной около 200 метров.
  • Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
  • Валентность: Металлы обычно имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
  • Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь - два лучших проводника тепла и электричества. Свинец - самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
  • Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые. Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий - самую низкую.
  • Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие точки плавления и кипения.Вольфрам имеет самые высокие температуры плавления и кипения, а ртуть - самые низкие. Натрий и калий также имеют низкие температуры плавления.

Химические свойства металлов

Металлы - это электроположительные элементы, которые обычно образуют основных или амфотерных оксидов с кислородом. Другие химические свойства включают:

  • Электроположительный характер : Металлы имеют тенденцию к низкой энергии ионизации, а обычно теряют электроны (т.е.е. окисляются ) когда они вступают в химические реакции реакции Обычно они не принимают электроны. Например:
    • Щелочные металлы всегда 1 + (теряют электрон в s подоболочке)
    • Щелочноземельные металлы всегда 2 + (теряют оба электрона в s подоболочке)
    • Ионы переходных металлов не следуют очевидной схеме, 2 + является обычным (теряют оба электрона в подоболочке s ), а также наблюдаются 1 + и 3 +

\ [\ ce {Na ^ 0 \ rightarrow Na ^ + + e ^ {-}} \ label {1.{-}} \ label {1.3} \ nonumber \]

Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

\ [\ ce {Na2O (s) + h3O (l) \ rightarrow 2NaOH (aq)} \ label {1.4} \ nonumber \]

\ [\ ce {CaO (s) + h3O (l) \ rightarrow Ca (OH) 2 (aq)} \ label {1.5} \ nonumber \]

Оксиды металлов проявляют свою химическую природу основную за счет реакции с кислотами с образованием солей металла и воды:

\ [\ ce {MgO (s) + HCl (водный) \ rightarrow MgCl2 (водный) + h3O (l)} \ label {1.{2 -} \), следовательно, \ (Al_2O_3 \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

Решения

Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

Решение

Оксид металла + кислота -> соль + вода

\ [\ ce {Al2O3 (s) + 6HNO3 (водный) \ rightarrow 2Al (NO3) 3 (водный) + 3h3O (l)} \ nonumber \]

.

Что такое серия работ по металлу? + Пример

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • En
.

Общие типы химических реакций

  1. Образование
  2. Наука
  3. Химия
  4. Общие типы химических реакций

В зависимости от того, что происходит при переходе от реагентов к продуктам, может происходить несколько общих типов химических реакций. Наиболее распространены следующие типы химических реакций:

  • Комбинация

  • Разложение

  • Одинарный рабочий

  • Двойной рабочий объем

  • Горение

  • Редокс

См. Также Теория столкновений: как происходят химические реакции.

Комбинированные химические реакции

В комбинационных реакциях два или более реагента образуют один продукт. Реакция натрия и хлора с образованием хлорида натрия,

и сжигание угля (углерода) с образованием диоксида углерода,

являются примерами комбинированных реакций.

В зависимости от условий или относительных количеств реагентов в реакции сочетания может образоваться более одного продукта.

Химические реакции разложения

Реакции разложения на самом деле противоположны реакциям комбинации.В реакциях разложения одно соединение распадается на два или более простых вещества (элементы и / или соединения).

Разложение воды на водород и газообразный кислород,

и разложение пероксида водорода с образованием газообразного кислорода и воды,

являются примерами реакций разложения.

Химические реакции одинарного вытеснения

В реакциях однократного вытеснения более активный элемент вытесняет (выталкивает) другой менее активный элемент из соединения.Например, если вы поместите кусок металлического цинка в раствор сульфата меди (II), цинк вытеснит медь, как показано в следующем уравнении:

Обозначение (водн.) означает, что соединение растворено в воде - в водном растворе мг. Поскольку в этом случае цинк заменяет медь, он считается более активным. Если поместить кусок меди в раствор сульфата цинка, ничего не произойдет.

В следующей таблице показаны ряды активности некоторых распространенных металлов.Обратите внимание: поскольку цинк в таблице более активен, он заменит медь, как показано в предыдущем уравнении.

Ряд активности некоторых распространенных металлов
Действия Металл
Самый активный Щелочные и щелочноземельные металлы
Al
Zn
Cr
Fe
Ni
Sn
Пб
Cu
Ag
Наименее активный Au

Химические реакции двойного вытеснения

В реакциях однократного вытеснения вытесняется только один химический компонент.В реакциях двойного смещения или реакциях метатезиса смещаются два вида (обычно ионы). В большинстве случаев реакции этого типа протекают в растворе, при этом образуется нерастворимое твердое вещество (реакции осаждения) или вода (реакции нейтрализации).

Реакции осаждения

Если смешать раствор хлорида калия и раствор нитрата серебра, в полученном растворе образуется нерастворимое белое твердое вещество. Образование нерастворимого твердого вещества в растворе называется осаждением .

Вот молекулярное уравнение этой реакции двойного вытеснения:

Белое нерастворимое твердое вещество, которое образуется, представляет собой хлорид серебра.

Реакции нейтрализации

Другой тип реакции двойного вытеснения - это реакция между кислотой и основанием. Эта реакция двойного вытеснения, называемая реакцией нейтрализации , образует воду. Взгляните на смешанные растворы серной кислоты (кислоты для автомобильных аккумуляторов) и гидроксида натрия (щелочь).

Вот молекулярное уравнение этой реакции:

Химические реакции горения

Реакции горения происходят, когда соединение, обычно содержащее углерод, соединяется с кислородом воздуха. Этот процесс обычно называют сжиганием . Тепло - наиболее полезный продукт большинства реакций горения.

Вот уравнение, которое описывает горение пропана:

Пропан относится к классу соединений, называемых углеводородами, , соединениями, состоящими только из углерода и водорода.Продукт этой реакции - тепло.

Реакции горения также являются разновидностью окислительно-восстановительных реакций.

Окислительно-восстановительные химические реакции

Окислительно-восстановительные реакции или реакции восстановления-окисления - это реакции, в которых происходит обмен электронами:



Предыдущие реакции являются примерами других типов реакций (таких как реакции сочетания, горения и однократного замещения), но все они являются окислительно-восстановительными реакциями. Все они связаны с переносом электронов от одного химического вещества к другому.Окислительно-восстановительные реакции участвуют в горении, ржавлении, фотосинтезе, дыхании, батареях и многом другом.

.

Смотрите также