15 Взаємодія металів з кислотами

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Електрохімічний ряд напруг металів. Знати продукти реакції взаємодії малоактивних і активних металів з розведеними і концентрованими HCl, H₂SO₄, HNO₃.

2. Вміти складати рівняння реакції взаємодії металів з кислотами.

Література:

[1], [15], [18]

Зразок картки контролю знань

1. Складіть повні рівняння реакцій:

Mg + H₂SO₄(конц.)

Zn + HNO₃(розв.)

Pt + HCl(конц.)

Якщо можливі різні продукти відновлення, то назвіть їх, а повне рівняння складіть для одного випадку. Якщо реакція не відбувається – перекресліть стрілку.

ХІД РОБОТИ

15.1 Взаємодія міді з кислотами

В три пробірки покладіть по кусочку мідного дроту і долийте по 1 – 2 мл розведених кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃. Ті пробірки, в яких реакція при кімнатній температурі не відбувається, підігрійте (обережно!). Запишіть спостереження та рівняння реакцій. Повторіть дослід з концентрованими кислотами, запишіть спостереження, складіть рівняння реакцій.

15.2 Взаємодія цинку з кислотами

В три пробірки покладіть по кусочку цинку і долийте по 1 – 2 мл розведених кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃. Ті пробірки, в яких реакція при кімнатній температурі не йде, підігрійте (обережно!). Запишіть спостереження та рівняння реакцій. Повторіть дослід з концентрованими кислотами. Запишіть спостереження, складіть рівняння реакцій.

Завдання для самостійної роботи

Відповідно до варіанта запишіть можливі рівняння реакцій взаємодії металів з кислотами (притримуйтесь умови, поданої для зразка картки контролю знань і користуйтесь даними таблиці електрохімічного ряду напруг [5], с.412).

В	Рівняння реакції	В	Рівняння реакції
1	Be + HCl(к) K + H2SO4(к) Ba + HNO3(к	8	Zn + HCl(p Ba + HNO3(p Co+ H2SO4(к
2	In + H2SO4(p Mg + HNO3(p Cd + HCl(к	9	Al + H2SO4(p Bа + HCl(к Ca + HNO3(к
3	Pb + HNO3(к Mn + HCl(к Co + H2SO4(p)	10	In + H2SO4(к Mg + HCl(к) Au + HCl(p)
4	Hg + H2SO4(к) Ba + HNO3(p) Mg + HCl(p)	11	Be + HNO3(p) Cu + HCl(к) Mn + H2SO4(p)
5	Ga + HNO3(p) Al + HCl(к) Be + H2SO4(p)	12	Al + H2SO4(к) Co + HNO3(p) Sn + HCl(p)
6	Ni + HCl(к Na + HNO3(p) Pt + H2SO4(p)	13	Mn + HNO3(p) Zn + HCl(к) Cd + H2SO4(к)
7	Au + HCl(к) Co + H2SO4(к) Mn + HNO3(к)	14	R + H2SO4(к) Li + HNO3(p) Fe + HCl(к)
		15	Cd + HCl(p) Zn + H2SO4(к) Pb + HNO3(p)

16 Електрохімічні властивості металів

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Електродний потенціал. Рівняння Нернста. Ряд напруг.

2. Схема і принцип дії гальванічного елементу.

3. Корозія металів (уміти малювати схеми і писати електронні рівняння реакцій, які відбуваються при корозії гальванічних пар металів у розчині кислоти та у вологому повітрі).

4. Електроліз. Послідовність розряду йонів при електролізі. Електроліз з інертним анодом, з активним анодом, розплавів (уміти малювати схеми і писати рівняння реакцій, які відбуваються на електродах).

Література

[1], [2], [3], [5] [9],[19]

Зразок картки контролю знань

1. Намалюйте схеми процесів і складіть рівняння реакцій, що відбуваються при:

• електролізі водного розчину нікол(ІІ) сульфату з нікелевим анодом (з інертним анодом);

• корозії гальванічної пари Mg – Cd у розчині хлоридної кислоти (або у вологому повітрі).

ХІД РОБОТИ

16.1 Взаємодія металів з розчинами солей

Виходячи з набору реактивів: Zn, Cu, Sn, розчинів NаСl, Рb(NO₃)₂ , CuSO₄, ZnSO₄, СаС1₂ складіть рівняння можливих реакцій відновлення металів з розчинів солей. Дослідним шляхом переконайтеся в правильності рішення. Опишіть спостереження.

16.2 Гальванічний елемент

В один стакан, заповнений на 3/4 об'єму 1 М розчином цинк сульфату, опустіть цинковий електрод (цинкову пластинку), в другий стакан, заповнений на 3/4 об'єму 1 М розчином купрум(II) сульфату - мідний електрод. Розчини солей з'єднайте електролітичним ключем (трубка, в якій міститься загущений добавкою агар-агару або желатину розчин NaСl).

Струмовідвідні дротини від мідного і цинкового електродів приєднайте до гальванометру. Чим пояснюється відхилення стрілки гальванометру? Які йони і в якому напрямі рухаються в розчині? В якому напрямі переміщуються електрони в зовнішньому колі? Намалюйте схему гальванічного елементу. Складіть рівняння реакцій, які відбуваються на його електродах і сумарне рівняння реакції.

16.3 Вплив контакту металів на розчинення їх у кислотах

Візьміть два однакових кусочки цинку. Один з них омідніть, помістивши його на 2-3 хвилини в пробірку з 1-2 мл розчину мідного купоросу. У дві пробірки налийте по 2 мл розведеної хлоридної кислоти і вкиньте в одну кусочок омідненого цинку, а в другу - кусочок звичайного. В якій із пробірок виділяється водень? Поясніть спостереження. Намалюйте схему процесу і напишіть рівняння реакцій.

16.4 Корозія металів

Налийте в пробірку 5-6 мл води, додайте 2-3 краплини сульфатної кислоти і 2-3 краплини розчину калій гексаціаноферату(Ш) (червоної кров'яної солі), який є чутливим реактивом на Fe²⁺. Перемішайте, розділіть на дві пробірки. В одну пробірку опустіть цвях з цинковою обмоткою, в другу – цвях з мідною обмоткою. Поясніть явища, що спостерігаються. Намалюйте схеми процесів і напишіть рівняння реакцій.

16.5 Вплив захисної оксидної плівки на корозійну стійкість металів

Опустіть алюмінієві пластинки в пробірку з розчином купрум(II) сульфату і пробірку з розчином купрум(II) хлориду. Дайте пояснення явищам, які спостерігаєте. Напишіть рівняння реакцій.

16.6 Електроліз водного розчину натрій хлориду

На скляну пластинку покладіть клаптик фільтрувального паперу, на папір капніть 3-5 крапель розчину натрій хлориду і 2-3 краплі фенолфталеїну. Опустіть на змочену частину фільтрувального паперу струмовідвідні дротини електродів гальванічного елементу на відстані 1-2 мм одна від одної. Біля якого провідника з’являється малинове забарвлення? Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються при електролізі водного розчину натрій хлориду.