Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

  • Химические свойства металлов
  • Сегодня мы с вами изучим общие химические свойства металлов.
  • В реакциях металлы проявляют восстановительные свойства, то есть они отдают электроны и превращаются в положительные ионы, сами при этом окисляются.
  • Сначала разберём реакции металлов с простыми веществами – неметаллами.
  • Например, с кислородом взаимодействуют практически все металлы, кроме золота и платины, при этом образуются оксиды.

Щелочные и щелочноземельные металлы при обычной температуре легко окисляются на воздухе, поэтому их обычно хранят в закрытых сосудах или под слоем масла.

Так, в реакции лития с кислородом воздуха образуется оксид лития, при этом литий повышает свою степень окисления с 0 до +1, а кислород понижает свою степень окисления с 0 до -2, литий является восстановителем, а кислород – окислителем, четыре атома лития отдают по одному электрону молекуле кислорода.

В реакции кальция с кислородом, кальций также повышает свою степень окисления с 0 до +2, а кислород понижает свою степень окисления с 0 до -2. Металл кальций выступает в роли восстановителя, а кислород – в роли окислителя, при этом два атома кальция отдают по два электрона молекуле кислорода. В результате реакции образуется оксид кальция.

Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

Такие металлы, как алюминий, цинк, свинец при обычной температуре реагируют с кислородом воздуха, покрываясь тонкой плёнкой оксида, которая защищает их от дальнейшего окисления. Слой оксида, образующегося на поверхности алюминия, настолько тонок, что металл не теряет своего блеска.

Так, в реакции алюминия с кислородом, образуется оксид алюминия, алюминий повышает свою степень окисления с 0 до +3, являясь при этом восстановителем, а кислород, наоборот, понижает свою степень окисления с 0 до -2.

В этой реакции четыре атома алюминия отдают по три электрона молекуле кислорода. 

Многие металлы взаимодействуют с кислородом при нагревании: например, медь при нагревании на воздухе чернеет, так как покрывается плёнкой чёрного оксида меди два.

В этой реакции медь выступает в роли восстановителя и повышает свою степень окисления с 0 до +2, а кислород – окислитель, понижает свою степень окисления с 0 до -2. При этом два атома меди отдают по два электрона молекуле кислорода.

При прокаливании железа образуется железная окалина – это смешанный оксид, который состоит из оксида железа два и оксида железа три.

Железо, в данном случае, является восстановителем, оно повышает свою степень окисления с 0 до +2 и +4, значит, железо – это восстановитель, а кислород – окислитель, он понижает свою степень окисления с 0 до -2. В этой реакции три атома железа отдают восемь электронов молекуле кислорода.

Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

А вот магний при поджигании на воздухе сгорает яркой вспышкой, образуя оксид магния.

Магний также является восстановителем, потому что повышает свою степень окисления с 0 до +2, а кислород понижает свою степень окисления с 0 до -2 и является окислителем. В результате реакции образуется оксид магния, а два атома магния отдают по два электрона молекуле кислорода.

Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

  1. Таким образом, большинство металлов реагируют с кислородом с образованием оксидов, активные металлы вступают во взаимодействие с кислородом при обычных условиях, менее активные при нагревании, а такие, как золото или платина не реагируют с кислородом.
  2. Металлы в этих реакциях являются восстановителями и, соответственно, повышают свою степень окисления, а кислород является окислителем и понижает свою степень окисления.
  3. С серой все металлы, кроме золота, способны взаимодействовать при незначительном нагревании, образуя сульфиды:

В реакции натрия с серой образуется сульфид натрия, натрий повышает свою степень окисления с 0 до +2, он является восстановителем, сера является окислителем и понижает свою степень с 0 до -2.  В результате взаимодействия два атома натрия отдают по одному электрону молекуле серы.

В реакции кальция с серой образуется сульфид кальция, кальций также повышает свою степень окисления с 0 до +2, являясь при этом восстановителем, а сера понижает свою степень окисления с 0 до -2 и является окислителем, при этом, каждый атом кальция отдаёт по два электрона молекуле серы.

А в реакции железа с серой образуется сульфид железа два. Здесь также железо является восстановителем, повышает свою степень окисления с 0 до +2, а серя, являясь окислителем, понижает свою степень окисления с 0 до -2. Каждый атом железа здесь отдаёт по два электрона молекуле серы.

Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

Если смешать небольшое количество порошка алюминия с порошком серы и нагреть сверху смесь пламенем лучинки, то в результате бурной реакции образуется сульфид алюминия:

Алюминий выступает в роли восстановителя и повышает свою степень окисления с 0 до +3, а сера понижает свою степень окисления с 0 до -2 и является окислителем. В этой реакции два атома алюминия отдают по три электрона молекуле серы.

Урок химические свойства металлов ряд активности металлов

Таким образом, с серой при определённых условиях реагируют все металлы кроме золота, в результате этого взаимодействия образуются сульфиды, в которых степень окисления серы равна мину двум. В этих реакциях металлы выступают в роли восстановителей, а сера – в роли окислителя.

C фтором, хлором, бромом и йодом  – металлы реагируют с образованием галогенидов.

Так, в реакции алюминия с йодом образуется йодид алюминия, а катализатором в этой реакции является вода.

В этой реакции алюминий также повышает свою степень окисления с 0 до +4, являясь при этом восстановителем, а йод  является окислителем и понижает свою степень окисления с 0 до -1. При этом два атома алюминия отдают по три электрона молекуле йода.

Таким образом, в реакциях с галогенами, металлы являются восстановителями и повышают свою степень окисления, а сами галогены являются окислителями и понижают свою степень окисления, при этом металлы окисляются, а галогены восстанавливаются. В результате этих реакций образуются галогениды.

Металлы не только реагируют с неметаллами – простыми веществами, но и вступают в реакции со сложными веществами.

Например, с водой эффективно реагируют щелочные и щелочноземельные металлы. Если натрий поместить в ёмкость с водой, в которую добавили несколько капель фенолфталеина, то он будет двигаться по поверхности воды, бурно реагируя с ней. При этом выделяется водород и образуется гидроксид натрия, окрашивающий фенолфталеин в малиновый цвет.

Металлический натрий выступает в качестве восстановителя, он повышает свою степень окисления с 0 до +1, а ионы водорода выступают в качестве окислителя и водород понижает свою степень окисления с +1 до 0. В этой реакции два атома натрия отдают по одному электрону ионам водорода.

Некоторые металлы взаимодействуют с водой при определённых условиях, например, цинк – при нагревании, железо – в раскалённом виде с парами воды. При этом образуются оксиды металлов и выделяется водород.

Так, в реакции с цинком образуется оксид цинка и водород. Цинк при этом, являясь восстановителем, повышает свою степень окисления с 0 до +2 и отдаёт по два электрона ионам водорода.

Катионы водорода выступают в роли окислителя и понижают свою степень окисления с +1 до 0.

В реакции с железом, аналогично, железо является восстановителем, повышает свою степень окисления с 0 до +2 и +3, при этом три атома железа отдают по восемь электронов ионам водорода, а ионы водорода понижают свою степень окисления с +1 до 0 и являются окислителями.

  • Если металл стоит в ряду активности после водорода, то он не вытесняет водород из воды ни при каких условиях.

Таким образом, щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой с образованием щелочей, при этом выделяется водород, некоторые металлы реагируют с водой только при нагревании, при этом образуются оксиды и выделяется водород,  а металлы, стоящие в ряду активности после водорода не реагируют с водой. В этих реакциях металлы выступают в роли восстановителей, а ионы водорода – в роли окислителя.

Металлы реагируют и с кислотами. Активность металлов при взаимодействии с растворами кислот зависит от положения металла в ряду активности. Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, способны вытеснять водород из разбавленных растворов кислот.

  1. Следует учитывать и следующее металл реагирует с кислотой:
  2. ·       металл должен стоять в ряду активности до водорода
  3. ·       если образуется растворимая соль
  4. ·       концентрированная серная и азотная кислота любой концентрации иначе реагируют с металлами, при этом водород не выделяется
  5. ·       на щелочные металлы это правило не распространяется, так как они реагируют активно с водой, а речь в данном случае идёт о растворах кислот
  6. Например, в реакции магния с раствором серной кислоты, магний выступает в роли восстановителя, а ионы водорода в качестве окислителя.
Читайте также:  Обзор отрезных дисков по металлу 355

При этом магний повышает свою степень окисления с 0 до +2, а водород понижает свою степень окисления с +1 до 0. Каждый атом магния отдаёт по два электрона ионам водорода.

  • Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, к такому взаимодействию не способны:
  • Например, медь стоит в ряду активности после водорода, поэтому она не реагирует с раствором соляной кислоты.

Если налить в две пробирки растворы кислот: в первую – раствор соляной кислоты, во вторую – раствор серной кислоты, а затем поместить в каждую по грануле цинка, то в результате у нас появляются пузырьки газа и в первой, и во второй пробирке. Значит, цинк стоит в ряду активности металлов до водорода, поэтому он способен вытеснять водород из раствора кислот.

Цинк в обеих реакциях является восстановителем, он повышает свою степень окисления с 0 до +2, а водород понижает свою степень окисления с +1 до 0, при этом выступая в роли окислителя. В этих двух реакциях атом цинк отдаёт по два электрона ионам водорода.

  1. Следует помнить, что металлы, стоящие в ряду активности до водорода, реагируют с растворами кислот, но в результате этих реакций должна образоваться растворимая соль, на щелочные металлы эти правила не распространяются, концентрированная серная и азотная кислота любой концентрации иначе реагируют с металлами.
  2. Металлы реагируют с растворами солей, при этом нужно также использовать ряд активности металлов: более активный металл способен вытеснять другой металл из раствора соли, однако при этом должна образоваться растворимая соль и щелочные металлы брать нельзя, потому что они реагируют с водой, а реакции эти протекают в растворе.

Если в две пробирки налить раствора сульфата меди (II) и поместить в первую кусочек железа, а во вторую гранулу цинка, то реакция будет у нас идти в двух пробирках. На кусочке железа и грануле цинка оседает медь и раствор сульфата (II)  изменяет свою окраску: в первой пробирке – на жёлтую, во второй – с голубой на более светлую.

В этой реакции железо выступает в роли восстановителя, само при этом окисляясь. Атомы железа превращаются в ионы железа. Ионы меди выступают в роли окислителя, они восстанавливаются, превращаясь в атомы меди. В результате окислительно-восстановительной реакции электроны от атомов железа переходят к ионам меди.

  • Во второй реакции, в роли восстановителя выступает цинк, сам он окисляется,  атомы цинка превращаются в ионы цинка, ионы меди выступают в роли окислителя, ионы меди восстанавливаются и превращаются в атомы меди, электроны от атомов цинка переходят к ионам меди.
  • Следовательно, металлы реагируют и с растворами кислот, но нужно помнить, что каждый металл вытесняет из раствора соли другой металл, стоящий правее него в ряду напряжений металлов, при этом должна образоваться растворимая соль и щелочные металлы брать нельзя, так как они реагируют с водой.
  • Сделаем вывод:
  • ·       металлы реагируют с простыми веществами, такими, как:
  • ·         кислород
  • ·         сера
  • ·         галогены
  • ·        со сложными:
  • ·         вода
  • ·         кислоты
  • ·         соли

Методичекая разработка открытого урока по дисциплине «химия» для учащихся 9-х классов на тему: « химические свойства металлов. ряд активности»

  • МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
  • МЕТОДИЧЕКАЯ РАЗРАБОТКА
  • открытого урока по дисциплине «Химия» для учащихся 9-х классов
  • на тему: «Общие химические свойства металлов. Ряд активности»
  • Разработала:
  • учитель химии

Урок химии по теме: «Общие химические свойства металлов. Ряд активности».

  1. 9 класс
  2. Тип урока: урок изучения нового материала
  3. Вид урока: мультимедийный
  4. Цель урока: систематизировать сведения о химических свойствах металлов, рассмотренных при изучении материала курса химии 8,9 классов, выявить особенности протекания реакций металлов со сложными веществами, подчеркнуть химическую функцию металлов как восстановителей.

Оснащение урока. Компьютер, мультимедиапроектор, экран, таблицы « Растворимость кислот, солей и оснований в воде», « Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева», «Электрохимический ряд напряжений металлов», рабочие листы учащихся.

Ход урока:

I. Орг. момент (готовность учащихся к уроку) (1 мин.)

II. Проверка опорных знаний (10 мин.).

Контроль ЗУН

а) Решение задач по карточке.

б) Блиц опрос – небольшой мозговой штурм. (3 мин.)

  1. На какие группы мы разделили элементы Периодической системы? Ответ: Металлы и неметаллы.

  2. Определите расположение металлов в ПСХЭ Ответ: Нижний угол относительно диагонали Вор-Астат, и все элементы побочных подгрупп.

  3. Какая кристаллическая решетка свойственна для металлов? Ответ: Металлическая кристаллическая решетка

  4. Чем она отличается от всех других? Ответ: в узлах металлической кристаллической решетки располагаются атомы и положительные ионы металлов, между которыми находится свободные электроны.

  5. Какие общие физические свойства металлов объясняются наличием металлическая кристаллической решети. Ответ: электропроводность, теплопроводность, металл блеск, пластичность, легкость тугоплавкость, легкоплавкость, твердость, мягкие

  6. Как называется способность вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять ее после прекращения воздействия? (пластичность);

  7. Какой металл самый легкий? Ответ: литий (Li)

  8. Назовите самый тяжелый металл? Ответ: Осмий (Os)

  9. Лучшие проводники электричества среди металлов? Ответ: серебро и медь;

  10. Назовите самый тугоплавкий металл? Ответ: Вольфрам (W)

  11. Какой металл самый легкоплавкий? Ответ: Ртуть (Hg)

  12. Назовите самый пластичный металл? Ответ: Золото (Au)

  13. Какие металлы легко режутся ножом? Ответ: щелочные металлы.

  14. Название известного сплава на основе алюминия (дюралюминий);

  15. Важнейшие сплавы на основе железа? (чугун и сталь);

  16. Какой неметалл входит в состав сплавов железа (углерод);

  17. Укажите не менее трех металлов, которые могут выступать в качестве легирующих добавок? (хром, никель, молибден)

  18. В детстве мы читали о нем в сказке Андерсена. Его звон слышали заблудившиеся путники и находили дорогу. Он может болеть «чумой» Какой это металл? (2.8.18.18.4) Ответ: олово.

  19. При раскопках этрусских гробниц (1000 лет до н.э) были обнаружены зубные протезы. Вопрос: из какого металла они были сделаны? Ответ: золото.

  • Тестовые задания по теме «Химические свойства металлов»
  • Задание: выберите один правильный ответ.
  • Вариант 1
  • 1.При взаимодействии кальция с водой образуются:
  • а) оксид кальция и водород;
  • б) гидроксид кальция и водород;
  • в) гидроксид кальция
  • 2. Ртуть из раствора нитрата ртути (II) можно получить с помощью:
  • а) серебра; б) натрия; в) меди
  • 3. Какой металл взаимодействует с водой с образованием оксида:
  • а) барий; б) хром; в) медь
  • 4. С раствором серной кислоты с образованием соли и водорода реагирует:
  • а) ртуть; б) алюминий; в) золото
  • 5. При взаимодействии с кислородом образует пероксид:
  • а) медь б) железо в) натрий
  • Вариант 2
  • 1.При взаимодействии цинка с водой образуются:
  • а) оксид цинка и водород;
  • б) гидроксид цинка и водород;
  • в) гидроксид цинка
  • 2. Медь из раствора нитрата меди (II) можно получить с помощью:
  • а) серебра; б) натрия; в) железа
  • 3. Какой металл взаимодействует с водой с образованием щелочи:
  • а) барий; б) хром; в) медь
  • 4. С раствором серной кислоты с образованием соли и водорода реагирует:
  • а) ртуть; б) свинец; в) золото
  • 5. При обычных условиях с азотом взаимодействует:
  • а) литий б) железо в) хром
  • Проверка теста.
1 2 3 4 5
вариант 1 б в б б а
вариант 2 а в а б а
  1. Самопроверка :
  2. 5 правильных ответов – «5»
  3. 4 правильных ответов – «4»
  4. 3 правильных ответов – «3»

III. Изучение нового материала. ( 27 мин.- 30 мин.)

Постановка цели урока. Актуальность изучения данной темы.

  1. Актуализация знаний (1-2 мин.)

Учитель: «Роберт Вуд, знаменитый американский физик и великий любитель всяческих проделок, направлялся из лаборатории домой на обед. Дорога шла через негритянский квартал.

Была зимняя оттепель, и огромная лужа распростерлась по мостовой между тротуарами, на которых толпились негры, вышедшие погреться на солнышке.

Проходя мимо них, Вуд громко закашлял и на виду у всех плюнул в лужу, незаметно бросив в том же направлении кусок натрия величиной с грецкий орех. Прогремел взрыв, полетели искры, и большое желтое пламя поднялось над поверхностью воды.

Затем раздались вопли, молитвы и один голос громче, чем все остальные вместе взятые, пробасил: «спасайся, кто может, негры! Этот человек плюнул огнем! На вид он молодой, но только сам старый дьявол, сам старый сатана умеет это делать!» О каких свойствах натрия идет речь в этом отрывке?

Ученик: О химических

Читайте также:  Устройство и принцип работы аппаратов для сварки, как выбрать сварочный аппарат

Учитель: Следовательно, тема нашего урока «Характерные химические свойства металлов»

  1. Организация познавательной деятельности (20-25 мин.)

Учитель: Мир вокруг нас – это совокупность физических и химических превращений веществ. Как ведут себя металлы в этом мире, с какими веществами они взаимодействуют и каким должно быть их практическое применение. 

От чего зависят химические свойства металлов? ( Химические свойства металлов зависят от их активности)

Как делятся металлы по активности? Приведите примеры (По активности металлы делятся на активные (натрий, кальций) и неактивные (медь, ртуть))

Где  и как можно узнать о  активности металла? (В электрохимическом ряду активности металлов. Если металл стоит в ряду активности до водорода, то это активный металл. Если после водорода, то это неактивный металл

  •  Li K Ca Na Mg Al | Zn Cr Fe Ni Pb (H2) Cu Hg Ag Pt Au
  •  Активные               малоактивные         неактивные
  • Химические свойства металлов делятся на две группы – с простыми веществами и сложными 
  • Чем обусловлены химические свойства металлов?
  • (2) 1 Большим радиусом
  • 2 Небольшим числом электронов на внешнем уровне
  • Чем, с точки зрения окислительно-восстановительных процессов, являются металлы в реакциях?

(3) Ответ: Металлы являются только восстановителями, т.к их атомы легко отдают электроны, превращаясь при этом в положительно заряженные ионы – катионы.

  1. М0 – nе- →Мn+. Чем обусловлены
  2. Для того, чтобы прошла данная реакция необходимо наличие окислителя.
  3. Вопрос к классу: Вспомните вещества, которые могут выступать в качестве окислителя при взаимодействии с металлами.
  4. Составить список этих веществ: Кислород, галогены, сера, водород и др., вода, кислоты

(2) Как называются продукты взаимодействия металлов с кислородом, галогенами, серой, азотом ? (учащиеся дают ответы, сверяют их с записью на слайдах).

Эпиграф — высказывание М.В. Ломоносова: “Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции”. А сейчас на некоторое время вы станете химиками-аналитиками!

  • Правила техники безопасности.
  • Лабораторный опыт №1. 
  • Прокаливание медной пластинки в пламени спиртовки.  
  • (признак реакции при прокаливании медной проволоки – изменение цвета, наблюдаем почернение – образование оксида меди (II), уравнение реакции 2Cu + O2 = 2CuO)
  • Наблюдения, уравнения реакций записывают в рабочем листе.
  • Следующие два опыта мы посмотрим на видеофрагменте:
  • Демонстрационный опыт  1 (видеоклип): горение магния в кислороде. 

Вопрос: Как вы можете объяснить этот опыт? Где подобный процесс мог применяться?

  1. ( В прошлом веке использовался фотографами для улучшения освещения)
  2. Ученик у доски: Составляет уравнение реакции горения магния в кислороде, определяет окислитель и восстановитель.
  3. Демонстрационный опыт 2 (видеоклип): Взаимодействие сурьмы с хлором.
  4. Ученик у доски: Составляет уравнение реакции взаимодействия сурьмы с хлором, определяет окислитель и восстановитель.

Закрепление. Допишите уравнения реакций взаимодействия металлов с другими неметаллами. 

  • Al + I2 →
  • Fe + S →
  • Na + N2 →
  • Ca + P →
  • Физкультпауза Выполняются упражнения для глаз
  • 2) Взаимодействие металлов с водой. 
  • Как металлы реагируют с водой?
  • Активные металлы(Li – Na) + вода → гидроксид металла(щелочь) + Н2↑
  • Металлы средней активности(Mg – Pb) + вода → оксид металла + Н2↑
  • Неактивные металлы (Bi – Au) + вода → не реагируют
  • Посмотрите маленький фрагмент.

«Как вы думаете ?»… имеет ли смысл фраза, которую мы слышали в сказке: «К морю синему пошли и море синее зажгли?».

Демонстрационный опыт 2 (видеоклип): Взаимодействие калия с водой.

Лабораторный опыт №2: взаимодействие натрия с водой:

Ученик у доски: Составляет уравнения реакции взаимодействия натрия с водой. Фиксирует признаки химической реакции, определяет окислитель и восстановитель. Уравнение реакции:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Почему металлы первой группы (А) называют щелочными? (образуется щелочь). Докажите! (капают в раствор фенолфталеин. Раствор окрасился в малиновый цвет, значит среда – щелочная,)

Закрепление. Допишите уравнения возможных реакций взаимодействия металлов водой. 

  1. Al + H2O →
  2. Zn + H2O →
  3. Ag + H2O →
  4. Проблема: почему алюминий при обычных условиях не реагирует с водой? (алюминий прокрыт оксидной пленкой, которая его и защищает)

Это свойство имеет практическое значение, т.к. для изготовления посуды не берут калий, натрий, а именно алюминий, цинк, железо.

3) Взаимодействие металлов с кислотами. 

Лабораторный опыт №3. Взаимодействие цинка, железа, меди с соляной кислотой. ТБ

  • 1 вариант — Zn + HCl
  • 2 вариант — Cu + HCl
  • 3 вариант – Fe + HCl
  • Учитель: контролирует правила ТБ при выполнении опытов, навыки и умения экспериментальной работы.
  • Запись в тетрадях уравнений реакций,
  • Zn + HCl → ZnCl2 + H2
  • Fe + HCl → FeCl2 + H2
  • Cu + HCl → не идёт
  • Это свойство используется для получения водорода в лаборатории.
  • Объясните результаты опыта.

Вывод. Металлы , стоящие в ряду активности до водорода вытесняют его из растворов кислот, а после водорода — не вытесняют. 

Но для этой реакции есть несколько поправок.

  1. Если образуется растворимая соль;

  2. Кроме щелочных и щелочно-земельных металлов;

  3. Азотной кислота и . концентрированная серная кислота реагируют особенно, при этом никогда не выделяется водород.

    1. Взаимодействие металлов с солями

Лабораторный опыт № 4. Взаимодействие железа с сульфатом меди и меди с хлоридом железа (III).

  1. Учитель: контролирует правила ТБ при выполнении опытов, навыки и умения экспериментальной работы.
  2. Запись в тетрадях уравнений реакций, наблюдения
  3. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
  4. FeCl2 + Cu → не идет
  5. Для этой реакции тоже есть поправки, которые совпадают с первой и второй поправкой для кислот
  6. Объясните результаты опыта.

Вывод. Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Закрепление. Допишите уравнения возможных реакций. 

  • Ag + CuCl2 →
  • Zn + FeCl3 →
  • Fe + AgNO3 →
  • Задания на определение катионов металлов

Для распознавания веществ используют качественные реакции на катионы и анионы. Мы сейчас говорим о металлах, значит на какие ионы нам нужно обратить внимание? (на катионы)

Лабораторный опыт № 5 :

I. Задание: Определить катионы металлов в трех пробирках при поморщи одного реагента.

Реактивы: MgСl2, AlCl3, CuCl2

Какой ход ваших мыслей для выполнения данного задания?

(Так как нужно определить катионы металлов, мы должны найти что то общее в свойствах катиона Mg2+, Аl3+ и Cu2+. Это можно посмотреть в таблице растворимости.

Все эти катионы образуют нерастворимые или малорастворимые основания. Значит, возможно, образование осадка. Следовательно, общим реагентом для них будет щелочь.

Следовательно, для проведения исследования, используем имеющийся у нас на столах гидроксид натрия)

  1. CuCl2 +2NaOH=Cu(OH)2 +2NaCl2 Сu2++2OH- = Cu(OH)2 ↓(голубой осадок)

  2. МgСl2+ 2NaOH=Ca(OH)2 +2NaCl2 Mg2++2OH- = Mg(OH)2 (белый осадок)

  3. 2AlCl3 +3NaOH= 2Al(OH)3 +3NaCl2 2Al3+ +3OH-= 2Al(OH)3 ↓ (белый осадок) Al(OH)3 + NaOH = Na [Al (OH)4] (осадок растворяется) Al(OH)3 + OH- = Na+ + [Al (OH)4]-

(образование голубого осадка говорит о наличии в растворе катионов меди, значит в пробирке № 3 хлорид меди; в двух других пробирках образовался белый осадок. Для распознавания добавим в эти пробирки еще щелочь. В пробирке №2 осадок растворился, значит в этой пробирке хлорид алюминия – он амфотерный и растворяется в избытке щелочи. А тогда в пробирке № 1 хлорид магния.

IV. Закрепление нового материала.

Предлагается ребятам выполнить интерактивное упражнение:

С какими из веществ будут реагировать предложенные металлы при нормальных условиях? Выбрать правильные ответы.

  • С какими веществами реагируют металлы?
  • Чем являются металлы в реакциях – окислителями или восстановителями?
  • Какие поправки вводятся для реакций металлов с водой, кислотами, солями?
  • Для чего нужно изучать химические свойства металлов? Где их можно использовать?
  • Где применить полученные знания?

Ответ: Металлы широко используются человеком в технике, медицине, различных отраслях промышленности, но при использовании надо учитывать их свойства: взаимодействие с кислородом, водой, различными солями.

V.Итоги урока. «Самооценка». Учащиеся оценивают свою работу на уроке по результатам теста и своим ответам. Учитель корректирует оценки и выставляет их в журнал.

VI. Домашнее задание.

  1. Для всех: §8 , упр. 7,8 (письменно)

  2. Придумать кроссворд по теме «Металлы»

Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжения металлов. 11-й класс

Класс: 11

Читайте также:  Сварка tig: суть метода, его преимущества и недостатки, сфера применения

Цели и задачи:

  • Обучающая: Рассмотрение химической активности металлов исходя из положения в периодической таблице Д.И. Менделеева и в электрохимическом ряду напряжения металлов.
  • Развивающая: Способствовать развитию слуховой памяти, умению сопоставлять информацию, логически мыслить и объяснять происходящие химические реакции.
  • Воспитательная: Формируем навык самостоятельной работы, умение аргументировано высказывать свое мнение и выслушивать одноклассников, воспитываем в ребятах чувство патриотизма и гордость за соотечественников.

Оборудование: ПК с медиапроектором, индивидуальные лаборатории с набором химических реактивов, модели кристаллических решеток металлов.

Тип урока: с применением технологии развития критического мышления.

Ход урока

I. Стадия вызов.

Актуализация знаний по теме, пробуждение познавательной активности.

Блеф-игра: «Верите ли Вы, что…». (Слайд 3)

  1. Металлы занимают верхний левый угол в ПСХЭ.
  2. В кристаллах атомы металла связаны металлической связью.
  3. Валентные электроны металлов крепко связаны с ядром.
  4. У металлов, стоящих в главных подгруппах (А), на внешнем уровне обычно 2 электрона.
  5. В группе сверху вниз происходит увеличение восстановительных свойств металлов.
  6. Чтобы оценить реакционную способность металла в растворах кислот и солей, достаточно посмотреть в электрохимический ряд напряжения металлов.
  7. Чтобы оценить реакционную способность металла в растворах кислот и солей, достаточно посмотреть в периодическую таблицу Д.И. Менделеева

Вопрос классу? Что обозначает запись? Ме0 – ne —> Me+n (Слайд 4)

Ответ: Ме0 – является восстановителем, значит вступает во взаимодействие с окислителями. В качестве окислителей могут выступать:

  1. Простые вещества (+О2, Сl2, S…)
  2. Сложные вещества (Н2О, кислоты, растворы солей…)

II. Осмысление новой информации.

В качестве методического приема предлагается составление опорной схемы.

Вопрос классу? От каких факторов зависят восстановительные свойства металлов? (Слайд 5)

Ответ: От положения в периодической таблице Д.И.Менделеева или от положения в электрохимическом ряду напряжения металлов.

Учитель вводит понятия: химическая активность и электрохимическая активность.

Пред началом объяснения ребятам предлагается сравнить активность атомов К и Li поположению в периодической таблице Д.И. Менделеева и активность простых веществ, образованными данными элементами по положению в электрохимическом ряду напряжения металлов. (Слайд 6)

Возникает противоречие: В соответствии с положением щелочных металлов в ПСХЭ и согласно закономерностям изменения свойств элементов в подгруппе активность калия больше, чем лития. По положению в ряду напряжения наиболее активным является литий.

Новый материал.

Учитель объясняет в чем отличие химической от электрохимической активности и объясняет, что электрохимический ряд напряжений отражает способность металла переходить в гидратированный ион, где мерой активности металла является энергия, которая складывается из трех слагаемых (энергии атомизации, энергии ионизации и энергии гидротации). Материал записываем в тетрадь. (Слайды 7-10)

  • Вместе записываем в тетрадь вывод: Чем меньше радиус иона, тем большее электрическое поле вокруг него создается, тем больше энергии выделяется при гидротации, следовательно более сильные восстановительные свойства у этого металла в реакциях.
  • Историческая справка: выступление ученика о создании Бекетовым вытеснительного ряда металлов. (Слайд 11)
  • Действие электрохимического ряда напряжения металлов ограничивается только реакциями металлов с растворами электролитов (кислот, солей).
  • Памятка:
  1. Уменьшаются восстановительные свойства металлов при реакциях в водных растворах в стандартных условиях (250°С, 1 атм.);
  2. Металл, стоящий левее, вытесняет металл, стоящий правее из их солей в растворе;
  3. Металлы, стоящие до водорода, вытесняют его из кислот в растворе (искл.: HNO3);
  4. Ме (до Al) + Н2О —> щелочь + Н2 Другие Ме (до Н2) + Н2О —> оксид + Н2 (жесткие условия) Ме (после Н2) + Н2О —> не реагируют
  1. (Слайд 12)
  2. Ребятам раздаются памятки.
  3. Практическая работа: «Взаимодействие металлов с растворами солей» (Слайд 13)
  4. Осуществите переход:
  • CuSO4 —> FeSO4
  • CuSO4 —> ZnSO4

Демонстрация опыта взаимодействия меди и раствора нитрата ртути (II).

III. Рефлексия, размышление.

Повторяем: в каком случае пользуемся таблицей Менделеева, а в каком случае необходим ряд напряжение металлов. (Слайды 14-15).

Возвращаемся к начальным вопросам урока. На экране высвечиваем вопрос 6 и 7. Анализируем какое высказывание не верное. На экране – ключ (проверка задания 1). (Слайд 16).

Подводим итоги урока:

  • Что нового узнали?
  • В каком случае возможно пользоваться электрохимическим рядом напряжения металлов?

Домашнее задание: (Слайд 17)

  1. Повторить из курса физики понятие «ПОТЕНЦИАЛ»;
  2. Закончить уравнение реакции, написать уравнения электронного баланса: Сu + Hg(NO3)2→
  3. Даны металлы (Fe, Mg, Pb, Cu) – предложите опыты, подтверждающие расположение данных металлов в электрохимическом ряду напряжения.

Оцениваем результаты за блеф-игру, работу у доски, устные ответы, сообщение, практическую работу.

Используемая литература:

  1. О.С. Габриэлян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская «Настольная книга для учителя. Химия 11 класс, часть II» Издательство Дрофа.
  2. Н.Л. Глинка «Общая химия».

19.02.2011

Химические свойства металлов

Все металлы, в зависимости от их окислительно-восстановительной активности объединяют в ряд, который называется электрохимическим рядом напряжения металлов (так как металлы в нем расположены в порядке увеличения стандартных электрохимических потенциалов) или рядом активности металлов:

Li, K, Ва, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

Наиболее химически активные металлы стоят в ряду активности до водорода, причем, чем левее расположен металл, тем он активнее. Металлы, занимающие в ряду активности, место после водорода считаются неактивными.

Взаимодействие с простыми веществами

  • Металлы способны реагировать с простыми веществами, такими как кислород (реакция горения), галогены, азот, сера, водород, фосфором и углеродом. В реакцию взаимодействия с кислородом вступают все металлы (исключение составляют Au, Pt), в результате чего возможно образование трех различных продуктов — пероксидов, оксидов и надпероксидов:
  • 4Li + O2 = 2Li2O (оксид лития)
  • 2Na + O2 =Na2O2 (пероксид натрия)
  • K + O2 = KO2 (надпероксид калия)
  • Металлы средней активности (начиная с Al) и неактивные металлы реагируют с кислородом только при нагревании:
  • 2Al + 3/2 O2 = Al2O3
  • 2Cu + O2 = 2CuO

В реакцию взаимодействия с азотом способны вступать только активные металлы, в результате чего образуются азиды, причем при н.у. с азотом реагирует только литий, остальные активные металлы – только при нагревании:

  1. 6Li + N2 = 2Li3N (азид лития)
  2. Только активные металлы способны взаимодействовать с углеродом и водородом, причем в случае реакции с водородом – это только щелочные и щелочноземельные металлы:
  3. 2Li+2C = Li2C2 (карбид лития)
  4. 2Na + H2 = NaH (гидрид натрия)
  5. С серой реагируют все металлы кроме Au и Pt:
  6. 2K +S = K2S (сульфид калия)
  7. Также металлы способны взаимодействовать с галогенами и фосфором:
  8. 2Na + Cl2 = 2NaCl (хлорид натрия)
  9. 3Ca + 2P = Ca3P2 (фосфид кальция)

Все реакции взаимодействия с простыми веществами носят окислительно-восстановительный характер, металлы в них окисляются, проявляя свойства восстановителей, т.е. демонстрируют способность отдавать электроны:

  • Fe + S = FeS
  • Fe -2e = Fe2+ процесс окисления, железо — восстановитель
  • S +2e = S2- процесс восстановления, сера – окислитель

Взаимодействие металлов друг с другом

Металлы взаимодействуют друг с другом, образуя интерметаллические соединения:

3Cu + Au = Cu3Au

Взаимодействие металлов с водой

  1. Активные металлы (щелочные и некоторые щелочноземельные металлы — Ca, Sr, Ba) способны взаимодействовать с водой с образованием гидроксидов:
  2. Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
  3. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
  4. Металлы, характеризующиеся средней активностью (начиная с Al) вступают в реакцию с водой в более жестких условиях (наличие щелочной или кислотной среды и др. условия); при этом образуется соответствующий оксид и выделяется водород:
  5. Pb + H2O = PbO + H2↑
  6. Неактивные металлы с водой не реагируют.
  7. Реакции взаимодействия металлов с водой также относятся к ОВР и металлы в них являются восстановителями.

Взаимодействие металлов с кислотами

  • Металлы, стоящие в ряду активности до водорода способны реагировать с кислотами:
  • 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3 H2↑
  • Zn + 2HCl = ZnCl2 + 2H2↑
  • Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
  • Неактивные металлы взаимодействуют с кислотами при особых условиях. Так, концентрированная серная кислота способна растворять медь (1), а при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой в зависимости от её концентрации (60% или 30%) образуются различные продукты реакции (2, 3):
  • Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ +2H2O (1)
  • Cu + 4HNO3(60%) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
  • 3Cu +8HNO3(30%) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Взаимодействие металлов с солями

Более активные металлы способны взаимодействовать с солями, образованными менее активными металлами, и вытеснять их (металлы) из солей:

3Na + AlCl3 = 3NaCl + Al

Примеры решения задач

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Станок