Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОНХимияПлакидкин.doc
Скачиваний:
521
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
26.53 Mб
Скачать

Взаимодействие алюминия с серой при нагревании.

Смешать один объем алюминиевой пудры и 2 серы. Смесь нагреть. Идет бурная реакция, похожая не бенгальский огонь.

Алюминий восстанавливает многие металлы из оксидов, этот метод получения металлов называется алюмотермией.

1. Поджигание смеси алюминия и оксида железа.

2. Горение термита – алюмотермия.

3. Застывшее железо.

Алюминий взаимодействует с выделением водорода со всеми галогеноводородными кислотами и разбавленной серной кислотой:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2,

а с разбавленной азотной кислотой (концентрация 2-3М) - с образованием преимущественно нитрата аммония:

8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

В концентрированных HNO3 и H2SO4 алюминий пассивируется, что позволяет хранить и транспортировать эти кислоты в емкостях из алюминия. Алюминий легко взаимодействует со щелочами, т.к. они растворяют оксидную пленку.

Во всех соединениях алюминий находится в степени окисления +3.

Все d-элементы являются металлами, т.к. внешние s-электроны слабо удерживаются атомами. Однако энергия межатомных связей в кристаллических решетках этих металлов обусловлена не только делокализованными s-электронами, но и дополнительными ковалентными связями между неспаренными электронами d-орбиталей. Поэтому d-металлы (кроме цинка, кадмия и ртути) прочны и тугоплавки, особенно находящиеся в средней части декад (Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re).

При образовании соединений в химических связях используются s-электроны и все или часть d-электронов. Поэтому для d-элементов свойственны переменная валентность, разнообразие и широкие пределы изменения основно-кислотных и окислительно-восстановительных свойств соединений. С увеличением степени окисления элемента в его однотипных соединениях изменяется характер связи от ионной ко все более ковалентной. Поэтому, например, низшие оксиды и гидроксиды являются основными, а высшие - кислотными, низшие галогениды - ионные растворимые соли, а высшие - молекулярные, легколетучие гидролизующиеся вещества. С увеличением степени окисления возрастает окислительная и уменьшается восстановительная активность соединений.

Весьма характерно для d-элементов образование многочисленных и прочных комплексных соединений. В комплексных соединениях d-элементы образуют связи с лигандами по донорно-акцепторному механизму в качестве акцептора электронных пар.

В царской водке, концентрированной H2SO4 и азотной кислоте любой концентрации хром пассивируется, но он способен вытеснять водород из кислот-неокислителей с образованием CrCl2 и CrSO4. При значительном нагревании хром взаимодействует с концентрированными HNO3 и H2SO4, окисляясь до трехвалентного состояния:

Cr + 6HNO3 = Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Состояние +3 наиболее устойчиво для хрома; в этой степени окисления у него существует множество обычных и комплексных соединений, кристаллогидратов и квасцов.

СrCl3 – безводный; - кристаллогидрат

При нагреваниижелезо реагирует со многими неметаллами. Например, при внесении порошка железа в пламя газовой горелки железо активно реагирует с кислородом.

Железо медленно окисляется атмосферным кислородом и влагой:

4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3

Этот процесс называется атмосферной коррозией.

Железо при обычных температурах взаимодействуют с кислотами-неокислителями с образованием солей (МеСl2, MeSO4) в степени окисления +2 и выделением водорода. В холодных концентрированных Н2SO4 и HNO3 металлы пассивируются, что позволяет концентрированную серную кислоту перевозить в железных цистернах; в разбавленной азотной кислоте железо окисляется до степени окисления +3.

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O

Медь является неактивным металлом, не реагирует с кислотами-неокислителями, но реагирует с азотной и концентрированной серной кислотами.

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Для меди наиболее характерна степень окисления +2.

Пример. Какое уравнение соответствует реакции разбавленной азотной кислоты с медью

1) 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

2) Cu + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2

3) Cu + 2HNO3 = CuO + NO2 + H2O

4) Cu + HNO3 = CuO + NH2NO3 + H2O

В азотной кислоте окислителем является азот в степени окисления +5, поэтому в этой реакции водород не выделяется. CuO в реакции образоваться не может, так как обязательно прореагирует с азотной кислотой.

Чем активнее металл и разбавленнее азотная кислота, тем в большей степени она восстанавливается.

Медь неактивный металл, значит с разбавленной кислотой будет образовываться NO, а с концентрированной – NO2.

Описание опыта: медь опустили в раствор разбавленной азотной кислоты и сверху накрыли воронкой. В колбу, наполненную водой, начинает выделяться бесцветный газ (значит NO), а раствор становится голубым: образование сульфата меди(II).

Правильный ответ: 1) 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Если NO соприкоснется с кислородом воздуха, то он превращается из бесцветного NO в бурый NO2.

Цинк устойчив на воздухе благодаря покрывающей его оксидной пленке. Цинк активно вытесняет водород из кислот-неокислителей:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Цинк с щелочами активно реагирует, т.к. он является амфотерным металлом:

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

На гранулах цинка образуются пузырьки газа (водорода).

Цинк образует соединения только в степени окисления +2.