Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Архив уроков › Химия 8 класс

В уроке 28 «Химические свойства воды» из курса «Химия для чайников» узнаем о взаимодействии воды с различными веществами.

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

При обычных условиях вода является достаточно активным веществом по отношению к другим веществам. Это означает, что со многими из них она вступает в химические реакции.

Взаимодействие с оксидами неметаллов

Если струю газообразного оксида углерода(IV) CO2 (углекислого газа) направить в воду, то часть его растворится в ней (рис. 109).

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

При этом в растворе протекает химическая реакция соединения, в результате которой образуется новое вещество — угольная кислота H2CO3:

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

На заметку: Собирая углекислый газ над водой, Дж. Пристли обнаружил, что часть газа растворяется в воде и придает ей приятный терпкий вкус. По сути дела, Пристли впервые получил напиток типа газированной, или содовой, воды.

Реакция соединения происходит также, если к воде прибавить твердый оксид фосфора(V) P2O5. При этом протекает химическая реакция с образованием фосфорной кислоты H3PO4 (рис. 110):

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Испытаем растворы, полученные при взаимодействии CO2 и P2O5 с водой, индикатором метиловым оранжевым. Для этого прибавим по 1—2 капли раствора индикатора к полученным растворам.

Цвет индикатора изменится с оранжевого на красный, что говорит о присутствии кислот в растворах.

Значит, при взаимодействии CO2 и P2O5 с водой действительно образовались кислоты H2CO3 и H3PO4.

Оксиды, подобные CO2 и P2O5, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты, относят к кислотным оксидам.

Кислотные оксиды — это оксиды, которым соответствуют кислоты.

Некоторые из кислотных оксидов и соответствующих им кислот приведены в таблице 11. Обратите внимание, что это оксиды элементов неметаллов. Как правило, оксиды неметаллов являются кислотными оксидами.

С оксидами металлов вода реагирует иначе, чем с оксидами неметаллов.

Исследуем взаимодействие оксида кальция CaO с водой. Для этого поместим в стакан с водой небольшое количество CaO и тщательно перемешаем. При этом протекает химическая реакция:

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

в результате которой образуется новое вещество Ca(OH)2, относящееся к классу оснований. Таким же образом реагируют с водой оксиды лития, натрия. При этом также образуются основания, например:

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Подробнее с основаниями вы познакомитесь в следующем уроке. Оксиды металлов, которым соответствуют основания, называют основными оксидами.

Основные оксиды — это оксиды, которым соответствуют основания.

В таблице 12 приведены формулы некоторых основных оксидов и соответствующих им оснований. Заметьте, что, в отличие от кислотных оксидов, в состав основных оксидов входят атомы металлов. Большинство оксидов металлов — это основные оксиды.

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Несмотря на то что каждому основному оксиду соответствует основание, не все основные оксиды взаимодействуют с водой, подобно CaO, образуя основания.

Взаимодействие с металлами

При обычных условиях активные металлы (K, Na, Ca, Ba и др.) бурно реагируют с водой:

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

  • В этих реакциях выделяется водород и образуются растворимые в воде основания.
  • Как химически активное вещество вода вступает в реакции со многими другими веществами, но об этом вы узнаете при дальнейшем изучении химии.
  • Краткие выводы урока:
  1. Вода — химически активное вещество. Она вступает в реакции с кислотными и основными оксидами, активными металлами.
  2. При взаимодействии воды с большинством кислотных оксидов образуются соответствующие кислоты.
  3. Некоторые основные оксиды при реакции с водой образуют растворимые основания.
  4. При обычных условиях вода реагирует с наиболее активными металлами. При этом образуются растворимые основания и водород.

Надеюсь урок 28 «Химические свойства воды» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Металл плюс вода формула

  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ВОДОЙ
  • Вода является очень слабым электролитом, однако в процессе диссоциации ее молекул, хоть и в небольшом количестве, образуются ионы водорода:
  • H2O H + + OH —
  • Образующиеся ионы Н + способны окислять атомы металлов, расположенных в ряду активности до водорода, восстанавливаясь до молекулярного водорода:

Следовательно, продуктом восстановления при взаимодействии любого металла (если он стоит в ряду активности левее водорода) с водой будет газообразный водород. Состав же продукта окисления зависит от активности металла и условий протекания реакции.

  1. Активные металлы энергично взаимодействуют с водой при обычных условиях по схеме:
  2. Продуктом окисления металла является его гидроксид – Me ( OH ) n (где n -степень окисления металла).
  3. Металлы средней активности взаимодействуют с водой при нагревании по схеме:
  4. 2Me + nH2O Me2On + nH2
  5. Продукт окисления в таких реакциях – оксид металла Me 2 On (где n -степень окисления металла).
  6. 3 Fe + 4 H 2 O пар Fe 2 O 3 · FeO + 4 H 2
  7. Источник
  8. Прежде всего следует запомнить, что металлы делят в целом на три группы:
  9. 1) Активные металлы: к таким металлам относятся все щелочные металлы, щелочноземельные металлы, а также магний и алюминий.
  10. 2) Металлы средней активности: к таковым относят металлы, расположенные между алюминием и водородом в ряду активности.
  11. 3) Малоактивные металлы: металлы, расположенные в ряду активности правее водорода.

В первую очередь нужно запомнить, что малоактивные металлы (т.е. те, что расположены после водорода) с водой не реагируют ни при каких условиях.

Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой при любых условиях (даже при обычной температуре и на холоде), при этом реакция сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла. Например:

Магний из-за того, что покрыт защитной оксидной пленкой, реагирует с водой только при кипячении. При нагревании в воде оксидная пленка, состоящая из MgO, разрушается и находящийся под ней магний начинает реагировать с водой. При этом реакция также сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла, который, однако, в случае магния нерастворим:

Алюминий так же, как и магний, покрыт защитной оксидной пленкой, однако в этом случае кипячением ее разрушить нельзя. Для ее снятия требуются либо механическая чистка (каким-либо абразивом), либо ее химическое разрушение щелочью, растворами солей ртути или солей аммония:

Металлы средней активности реагируют с водой лишь тогда, когда она находится в состоянии перегретого водяного пара. Сам металл при этом должен быть нагрет до температуры красного каления (около 600-800 о С). В отличие от активных металлов, металлы средней активности при реакции с водой вместо гидроксидов образуют оксиды металлов. Продуктом восстановления и в этом случае является водород:

  • Fe + H2O = FeO + H2 (в зависимости от степени нагрева)
  • Источник
  • К щелочным металлам относят химические элементы: одновалентные металлы, составляющие Ia группу: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций.

Эти металлы очень активны, быстро окисляются на воздухе и бурно реагируют с водой. Их хранят под слоем керосина из-за их сильной реакционной способности.

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Общая характеристика

От Li к Fr (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционной способности. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 1 :

  • Li — 2s 1
  • Na — 3s 1
  • K — 4s 1
  • Rb — 5s 1
  • Cs — 6s 1
  • Fr — 7s 1

Природные соединения

В природе щелочные металлы встречаются в виде следующих соединений:

  • NaCl — галит (каменная соль)
  • KCl — сильвин
  • NaCl*KCl — сильвинит

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Получение

Получить такие активные металлы электролизом водного раствора — невозможно. Для их получения применяют электролиз расплавов при высоких температурах (естественно — безводных):

NaCl → Na + Cl2↑ (электролиз расплава каменной соли)

Химические свойства

Одной из особенностей щелочных металлов является их реакция с кислородом. Литий в такой реакции преимущественно образует оксид, натрий — пероксид, калий, рубидий и цезий — супероксиды.

K + O2 → KO2 (супероксид калия)

Реакции с неметаллами

Помните, что металлы никогда не принимают отрицательных степеней окисления. Щелочные металлы одновалентны, и проявляют постоянную степень окисления +1 в различных соединениях: гидриды, галогениды (фториды, хлориды, бромиды и йодиды), нитриды, сульфиды и т.д.

  1. Li + H2 → LiH (в гидридах водород -1)
  2. Na + F2 → NaF (в фторидах фтор -1)
  3. Na + S → Na2S (в сульфидах сера -2)
  4. K + N2 → K3N (в нитридах азот -3)
  5. Реакция с водой
  6. Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой, при этом часто происходит воспламенение, а иногда — взрыв.
  7. Na + H2O → NaOH + H2↑ (воду можно представить в виде HOH — натрий вытесняет водород)

Иногда в задачах может проскользнуть фраза такого плана: «. в ходе реакции выделился металл, окрашивающий пламя горелки в желтый цвет». Тут вы сразу должны догадаться: речь, скорее всего, про натрий.

Щелочные металлы по-разному окрашивают пламя. Литий окрашивает в алый цвет, натрий — в желтый, калий — в фиолетовый, рубидий — синевато-красный, цезий — синий.

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Оксиды щелочных металлов

Имеют общую формулу R2O, например: Na2O, K2O.

Получение

Получение оксидов щелочных металлов возможно в ходе реакции с кислородом. Для лития все совсем несложно:

В подобных реакциях у натрия и калия получается соответственно пероксид и супероксид, что приводит к затруднениям. Как из пероксида, так и из супероксида, при желании можно получить оксид:

Химические свойства

  • По свойствам эти оксиды являются основными. Они хорошо реагируют c водой, кислотными оксидами и кислотами:
  • Li2O + H2O → LiOH (осн. оксид + вода = основание — реакция идет, только если основание растворимо)
  • Na2O + SO2 → Na2SO3 (обратите внимание — мы сохраняем СО серы +4)
Читайте также:  Фонд металла государственного исторического музея

Гидроксиды щелочных металлов

Относятся к щелочам — растворимым основаниям. Наиболее известные представители: NaOH — едкий натр, KOH — едкое кали.

Получение

Гидроксиды щелочных металлов получаются в ходе электролиза водных растворов их солей, в реакциях обмена, в реакции щелочных металлов и их оксидов с водой:

KCl + H2O → (электролиз!) KOH + H2 + Cl2 (на катоде выделяется водород, на аноде — хлор)

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Химические свойства

Проявляют основные свойства. Хорошо реагируют с кислотами, кислотными оксидами и солями, если в ходе реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

  1. LiOH + H2SO4 → LiHSO4 + H2O (соотношение 1:1, кислота в избытке — получается кислая соль)
  2. 2LiOH + H2SO4 → Li2SO4 + 2H2O (соотношение 2:1, основание в избытке — получается средняя соль)
  3. KOH + SO2 → KHSO3 (соотношение 1:1 — получается кислая соль)
  4. 2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O (соотношение 2:1 — получается средняя соль)
  5. С амфотерными гидроксидами реакции протекают с образованием комплексных солей (в водном растворе) или с образованием окиселов — смешанных оксидов (при высоких температурах — прокаливании).
  6. NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4] (в водном растворе образуются комплексные соли)
  7. NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + H2O (при прокаливании образуется окисел — смесь двух оксидов: Al2O3 и Na2O, вода испаряется)
  8. Реакции щелочей с галогенами заслуживают особого внимания. Без нагревания они идут по одной схеме, а при нагревании эта схема меняется:
  9. NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O (без нагревания хлор переходит в СО +1 и -1)
  10. NaOH + Cl2 → NaClO3 + NaCl + H2O (с нагреванием хлор переходит в СО +5 и -1)
  11. В реакциях щелочей с йодом образуется исключительно иодат, так как гипоиодит неустойчив даже при комнатной температуре, не говоря о нагревании. С серой реакция протекает схожим образом:
  12. NaOH + I2 → NaIO3 + NaI + H2O (с нагреванием)

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

  • NaOH + S → Na2S + Na2SO3 + H2O (сера переходит в СО -2 и +4)
  • Уникальным является также взаимодействие щелочей с кислотным оксидом NO2, который соответствует сразу двум кислотам — и азотной, и азотистой.
  • © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью.

Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ

  1. Свойства простых веществ:
  2. Свойства сложных веществ:
  3. Особенности протекания реакций:

1. Щелочные (Li-Fr), щелочно-земельные (Ca-Ra) металлы, Mg

  • 1) Реагируют с кислородом (подробнее)
  • Все Щ металлы, кроме Li, образуют не оксиды, а пероксиды:
  • Оксиды получают взаимодействием пероксидов с металлом:
  • 2) Реагируют с водородом (подробнее)
  • 3) Реагируют с водой (подробнее)
  • 4) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:
  • 5) Реагируют с некоторыми кислотными оксидами:
  • CO2 + 2Mg → 2MgO + C
  • SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si SiO2 + 2Ca → 2CaO + Si SiO2 + 2Ba → 2BaO + Si
  • 6) Магний как восстановитель используется в производстве кремния и некоторых металлов:
  • 7) Реакции Щ и ЩЗ металлов с растворами солей или кислот не рассматриваются, так как эти металлы очень бурно взаимодействуют с водой, и суммарная реакция изменится.

2. Алюминий

  1. 1) Реагирует с кислородом: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
  2. 2) Не реагирует с водородом (из металлов только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
  3. 3) Реагирует с водой, если удалить оксидную пленку:
  4. 4) Реагирует с щелочами с выделением водорода (также Be и Zn):
  5. 5) Реагируют с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом:
  6. 6) Используется для восстановления менее активных металлов (алюмотермия):
  7. 7) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
  8. 8) Вытесняет менее активные металлы из их солей:

9) На холоде пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот. При нагревании реагирует без выделения водорода.

3. Железо

  • 1) Реагирует с кислородом:
  • В присутствии воды образуется ржавчина: 4Fe + 3O2 + 6H2O&nbsp → 4Fe(OH)3
  • 2) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
  • Fe + H2 → реакция не идет
  • 3) Реагирует с парами воды с образованием оксида:
  • 4) Не реагирует с щелочами
  • Fe + NaOH → реакция не идет
  • 5) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:
  • 2Fe + 3F2 → 2FeF3 (образуется соль Fe +3 )
  • 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (образуется соль Fe +3 )
  • 2Fe + 3Br2 → 2FeBr3 (образуется соль Fe +3 )
  • Fe + I2 → FeI2 (образуется соль Fe +2 )
  • 6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
  • 7) Вытесняет менее активные металлы из их солей:
  • Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (образуется соль Fe +2 )

8) На холодe пассивируется концентрированными растворами серной и азотной кислот (т.е. реакция не протекает). При нагревании реагирует без выделения водорода:

9) Соединения Fe +3 реагируют с железом, медью, восстанавливаясь до Fe +2 :

4. Хром

  1. 1) Реагирует с кислородом:
  2. 2) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
  3. Cr + H2 → реакция не идет
  4. 3) Реагирует с парами воды с образованием оксида:
  5. 4) Не реагирует с щелочами
  6. Cr + NaOH → реакция не идет
  7. 5) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:
  8. 2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (образуется соль Fe +3 )
  9. 2Cr + 3Br2 → 2CrBr3 (образуется соль Fe +3 )
  10. Cr + S → Cr2S3 (образуется соль Fe +3 )
  11. 6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
  12. Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 (образуется соль Cr +2 )

7) Пассивируется концентрированным и разбавленным растворами азотной кислоты (т.е. реакция не протекает).

5. Медь

  • 1) Реагирует с кислородом:
  • 2) Реагирует с соединениями Cu +2 с образованием промежуточной степени окисления +1:
  • CuCl2 + Cu → 2CuCl
  • 3) Не реагирует с водородом (только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)
  • Cu + H2 → реакция не идет
  • 4) Не реагирует с парами воды (так как находится в ряду напряжений после водорода):
  • Cu + H2O → реакция не идет
  • 5) Не реагирует с щелочами
  • Cu + NaOH → реакция не идет
  • 6) Реагирует с кислородом, серой, галогенами при нагревании:
  • Cu + Cl2 → CuCl2 (образуется соль Cu +2 )
  • Cu + Br2 → CuBr2 (образуется соль Cu +2 )
  • 2Cu + I2 → 2CuI (образуется соль Cu +1 )
  • Cu + S → CuS (образуется соль Cu +2 )
  • 7) Не реагирует с N2, C, Si.
  • 8) Не реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится правее водорода в ряду напряжений:
  • 9) Реагирует с кислотами-окислителями как слабый восстановитель:

7. Цинк

1) Реагирует с кислородом: 2Zn + O2 → 2ZnO

2) Не реагирует с водородом (из металлов только Щ и ЩЗ металлы взаимодействуют с водородом)

3) Реагирует с парами воды, т.е. при сильном нагревании, с образованием оксида:

  1. 4) Реагирует с твердыми щелочами и растворами щелочей с выделением водорода (также Be и Al):
  2. 5) Реагируют с галогенами, серой при нагревании:
  3. 6) Реагирует с кислотами-неокислителями, так как находится до водорода в ряду напряжений, с выделением водорода:
  4. 8) Реагирует с кислотами-окислителями:
  5. Так как Zn находится примерно в центре ряда напряжений, то в реакциях с азотной кислотой могут образовываться разные продукты:
  6. Источник

Взаимодействие воды с металлами

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водород

Вода обладает разнообразными свойствами. Она может замерзать. Превращаться в пар. С водой человек дружит с рождения. Помимо всего этого она так же может вступать во взаимодействие с металлом. Как? Читайте нашу статью, и Вы узнаете об этом! Вступая в контакт с жидкостью, металлы способны давать самые удивительные реакции! Например: чтобы насытить воду железом её настаивают несколько часов на железе, после чего употребляют во внутрь, а если бросить в стакан с водой щелочной металл то произойдет взрыв. Существует множество разнообразных металлов и каждый случай взаимодействия уникален! Проводите опыты, делайте собственные открытия, а посвятить Вас в основы взаимодействия воды с металлами поможет наша статья!

Как они взаимодействуют?

Взаимодействие металла с водой может происходить по разному, в зависимости от металла и воды. Каждый металл обладает своими неповторимыми особенностями.

Так же, может показаться, что формулы очень сложные, однако со временем Вы легко научитесь их читать. Если алюминий, железо вступает в активные реакции с водой, то это значит что в нем присутствуют образующиеся соли. Он окисляется ионами водорода.

Проследить это можно по формуле и записать в виде сокращенной формулировки Me + nH+ → Men+ + H2↑

Вступая в реакцию с водой, в исключительных ситуациях образуются гидроксиды. Очень активно в спокойных условиях вступают в реакцию с влагой щелочные металлы, например Литий (Li), натрий (Na) , Калий (К), Рубидий (Rb) , Цезий (Cs), Франций (FR).

  • Щелочные металлы вступают в очень бурную реакцию с водой. Отследить процесс взаимодействия металлов с водой можно по формулам:
  • NaH + H2O ® NaOH + H2
  • NaH + HCl ® NaCl + H2
Читайте также:  Клей для склеивания металла с пенопластом

Металл плюс вода равно оксид металла плюс водородРазные активные реакции металлы выдают так же при различных условиях. Например, в состоянии покоя и при комнатной температуре реакция может быть одна, а в других условиях взаимодействие проявляться по разному: Тихо, спокойно, бурно.

Активные металлы способны вступать во взаимодействие с водой при обычных условиях согласно схеме: 2Me + 2nH2O → 2Me(OH)n + nH2 .Итогом окисления как правило становится гидроксид Me(OH)n (где n-степень окисления металла).

Приведем пример: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

Металлы же со средней степенью активности вступают во взаимодействие с водой при нагревании по схеме: 2Me + nH2O Me2On + nH2 . Итогом такой реакции становится появление оксида металла. Его формула — Me2On (где n-степень окисления металла) .

Пример взаимодействие активных металлов с водой

Металлы так же используют при изготовлении кухонной утвари. К примеру алюминиевая сковородка, металлический корпус чайника, лопасти блендера. Тут важна стойкость металла. Самой известной реакцией металла на воду является окисление самой обыкновенной стали на воздухе и в воде.

Железо в таком случае разрушается, ржавеет. Происходящие при этом процессы являются весьма сложными и удивительным природным процессом. Если же окисление происходит в морской воде, то процесс ускоряется, этому способствует определенная концентрация соли находящаяся в составе воды.

Противостоять образованию ржавчины можно при использовании разнообразных лаков, призванных защитить от коррозии металла и перехитрить химические законы! Так же, вода вступая в реакцию с нагретым металлом способна образовывать накипь.

Это явление можно наблюдать на частях чайника сделанных из алюминия или стали, который давно не чистили. Такой чайник достаточно прокипятить с лимонной кислотой и он снова будет как новый!

Иногда образование накипи не связано с активными металлами, а имеет немного другую природу. В частности, накипь может появляться из-за солей жесткости в воде. В таком случае нужно купить качественный фильтр для жесткой воды.

Химический сайт — Общие схемы реакций

Что такое Химия? На древнеегипетском слово chemi означало темный, таинственный. И действительно, в те времена химия являлась чем-то таинственным, необъяснимым. Все реакции, которые удавалось воспроизвести алхимикам приписывали к действию темных сил.

       В настоящее время химия разделилась на несколько поднаук: неорганическая химия, органическая, биохимия, физическая химия, коллоидная химия, квантовая химия.

Из них выделяют два важнейшие раздела – органическую и неорганическую химию. Неорганическая химия (если выразиться по-простому) – химия неживой природы. Изучает минеральные вещества, созданные неживой природой.

Выделяют несколько классов веществ в неорганической химии: Кислоты (минеральные), основания, соли, оксиды, пероксиды, металлы и неметаллы.

Все эти классы между собой вступают в реакции, которые можно отобразить в следующих схемах:

  • Кислота + основание = соль + вода (Реакция нейтрализации)
  • HCl + NaOH = NaCl + H2O
  • Причем кислоты реагируют как и с растворимыми основаниями (щелочами), так и с нерастворимыми, при условии, что образуется растворимая соль
  • H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O 
  • Кислота + основный оксид = соль + вода
  • 2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O
  • (В этом правиле существует исключение: плавиковая кислота реагирует с диоксидом кремния (кислотным оксидом))6HF + SiO2 =  H2[SiF6]+2H2O
  • Кислота + металл = соль + водород
  • 2HCl + Zn = ZnCl2 + H2 (газ)
  • На это правило распространяется ограничение:
  • 1)     Кислоты реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до водорода (Исключение составляют концентрированная серная и азотная кислота любой концентрации)
  • 2)      При реакции метала с кислотой должна получиться растворимая соль
  • 3)      На щелочные металлы правило распространяется частично т.к эта реакция проходит в растворе (щелочные металлы взаимодействуют с водой)
  • Исключения: Cu + 2H2SO4 (конц.) = CuSO4 +  SO2 (газ) + 2H2O
  • 4Zn + 5H2SO4 (конц.) = 4ZnSO4 + H2S(газ) + 4H2O

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

  1.      Cu + 4HNO3  (конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 (газ) + 2H2O
  2.       Zn + 4HNO3 (конц.) =(t) Zn(NO3)2 + 2NO2 (газ) + 2H2O
  3. 4Zn + 10HNO3 (разб.) =(t) 4Zn(NO3)2 + N2O (газ) + 5H2O
  4. 4Zn + 10HNO3 (сильно разб) =(t) 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
  5. 12HNO3 (сильно разб) + 5Fe = 5Fe(NO3)2 + N2 (газ) + 6H2O
  6. Кислота + соль = новая кислота + новая соль
  7. H2SO4 + BaCl2  = BaSO4 (осадок) + 2HCl
  8. Для осуществления этой реакции необходимо, чтобы кислота, получающаяся в итоге, была либо летуча (или нерастворима например кремниевая). Или соль, получающаяся в итоге выпадала в осадок
  9. Соль1 + Соль2 = Соль3 + Соль4
  10. Na2CO3 + Ca(NO3)2 = 2NaNO3 + CaCO3
  11. (Следует напомнить, что при составлении таких реакций следует руководствоваться правилом протекания реакций. В данном случае исходные соли должны быть хорошо растворимы, а одна из образующихся должна выпадать в осадок)
  12. Основание + кислота = соль + вода (см. выше)
  13. Основание + кислотный оксид = соль + вода
  14. 2NaOH + CO2 = Na 2CO3 +H2O
  15. В эту реакцию вступают только растворимые основания
  16. Основание + соль = новое основание + новая соль
  17. KOH + CuSO4 = K2SO 4 + Cu(OH)2 (осадок)
  18. Правило распространяется только на реакцию с растворимыми основаниями
  19. Кислотный оксид + вода = кислота
  20. SO3 + H2O = H2SO4

На диоксид кремния (SiO2  ) правило не распространяется т.к. этот оксид водой не гидратируется

  • Кислотный оксид + основный оксид = соль
  • SO2 + Li2O = Li2SO3
  • Кислотный оксид + основание = соль + вода (см. выше)
  • Основный оксид + вода = основание
  • K2O + H2O = 2KOH
  • Правило распространяется только на те реакции, в результате которых получается растворимое основание (т.е щелочь)
  • Основный оксид + кислота = соль + вода (см. выше)
  • Основный оксид + кислотный оксид = соль (см. выше)
  • Металл + кислота = соль + водород (см. выше)
  • Металл + неметалл = соединение ( соль, оксид, пероксид)
  • 2Na + Cl2 = 2NaCl (соль)
  • 2Mg + O2 = 2MgO (оксид)
  • 2Na + O2 = Na2O2 (пероксид) 
  •     При составлении некоторых уравнений химических реакций следует руководствоваться следующим правилом: Реакция практически осуществима, если в результате реакции образуется газ, осадок или вода (малодиссоциирующее соединение)

Теория: Свойства воды

Перепишите в тетрадь!

Химические свойства воды Урок №31 на сайте

1). Взаимодействие
с самыми активными металлами
, стоящими в периодической системе вI
А
и  I I А группах (щелочные и щелочно-земельные металлы) и алюминий
.

Щелочные металлы – это I группа, А — главная подгруппа – LiNaKRbCsFr

 Щелочно-земельные металлы – это II группа, А – главная подгруппа (Be, Mg не относятся) –CaSrBaRa

Me + H2O =  Me(OH)n + H2           (рзамещения)

                       основание

  • Внимание! Алюминий ведёт себя так же: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3+3H2
  • 2) Взаимодействие
    с менее активными металлами
    , которые расположены в ряду
    активности от алюминия до водорода.
  •  Металлы средней активности, стоящие в ряду активности
    до (Н2) – 
    BeMgFe,PbCrNiMnZn – реагируют так
  1. Me + Н2О = Мех Оу + Н2            (р. замещения)
  2.                       Оксид
  3.                      металла
  •  3) Металлы, стоящие в ряду активности после
    водорода, не реагируют с водой.
  • Cu + H2O = нет реакции
  • (Валентность металла можно легко определить по ряду активности
    металлов, над их символом стоит значение, например +2, это означает, что
    валентность этого металла равна 2)
    .

1). Взаимодействие с оксидами металлов.

С водой взаимодействуют только  оксиды
активных металлов, которые расположены в в I А и  I I А группах,
кроме Ве и Mg (оксид алюминия не реагирует, т.к. он амфотерный). Реакция
протекает при обычных условиях, при этом образуется только щелочь.

                                                                I
I    I

Na2O + H2O = 2
NaOH        BaO + H2O
=  Ba (OH)2   (протекает реакция
соединения)

                               I

H2O + ОСНОВНЫЙ ОКСИД = Ме(ОН)m    (р. соединения)

                                                                                                                   Ме(ОН)m  — здесь основание растворимое — Щёлочь

  1. Al2O3 + H2O = нет реакции
  2. BeO + H2O = нет реакции
  3. MgO + H2O = нет реакции

 2) Взаимодействие оксидов неметаллов с
водой.

Оксиды неметаллов реагируют с водой все. Исключение
составляет только SiO2.

  • При этом образуются кислоты. Во всех кислотах на первом
    месте расположен водород, поэтому уравнение реакции записывают так:
  • SO3 +
    H2O = H2SO4                                             
            P2O5 +
    H2O  =  2 HPO3
  •         SO3                                                                      
          холодная
  • +   H2  O                                                                                              
        P2O5
  •                    H2SO4                                                                                                     +   H2   O
  •                                                                                                      
            H2P2O6
  •  P2O5 +  3
    H2O  =  2 H3 PO4
  •              Горячая
  •                                                        P2O5
  •                                                          +   H6   O3
  •                                                    H6 P2O8
  •             Обратите внимание, что в зависимости от температуры воды при
    взаимодействии с Р2О5 образуются разные продукты.
  1. H2O + КИСЛОТНЫЙ ОКСИД  =   Hn A         (р. соединения)
  2. Кислота 
  3. Внимание!    SiO2 + H2O = нет реакции

III      Взаимодействие воды  неметаллами

 Примеры:    
Cl2     +     H2O    =      HCl    +    HClO

C    +     H2O      t=      CO   +     H2

уголь                      угарный
газ    

Si    +    2H2O   t=      SiO2     +    2H2 

Кислота (НnА) Кислотный остаток (А) Кислотный оксид
HClO4 хлорная ClO4 (I) перхлорат Cl2O7 оксид хлора (VII )
H2SO4 серная SO4 (II) сульфат SO3    оксид серы (VI ), серный ангидрид
HNO3 азотная NO3 (I) нитрат N2O5 оксид азота ( V )
HMnO4 марганцевая MnO4 (I) перманганат Mn2O7 оксид марганца (VII )
H2SO3 сернистая SO3 (II) сульфит SO2      оксид серы (IV )
H3PO4 ортофосфорная PO4 (III) ортофосфат P2O5   оксид фосфора (V )
HNO2 азотистая NO2 (I) нитрит N2O3   оксид азота (III )
H2CO3 угольная CO3 (II) карбонат CO2 оксид углерода ( IV), углекислый газ
H2SiO3 кремниевая SiO3 (II) силикат SiO2  оксид кремния (IV)

Химические свойства воды взаимодействие с металлами, оксидами металлов и неметаллов, разложение воды

Тема Химические свойства воды: взаимодействие с металлами, оксидами металлов и неметаллов, разложение воды.
Цель Ознакомить учащихся с химическими свойствами воды; продолжить формирование навыков составления уравнений химических реакций, умения сопоставлять химические уравнения с химическими реакциями; рассмотреть классификацию оксидов в соответствии с их химическими составами.
Оборудование и материалы Щелочной или щелочноземельный металл, железо, вода, оксид кальция и бария, оксиды фосфора или углекислый газ, мел, соляная кислота, песок, оксид меди (II), электролизер, штатив с пробирками или химические стаканы, индикатор, газоотводная трубка, чашка Петри, воронка, спички, периодическая система химических элементов, таблица растворимости.
Базовое понятие и термины Оксиды, основание, кислота, щелочь, электролиз.
Тип урока Комбинированный

Структура урока

  1. Организационный этап…………………………………………1-2 мин

  2. Актуализация опорных заданий……………………………….4-6 мин

  3. Изучение нового материала……………………………………25-30 мин

    1. Взаимодействие воды с металлами.

    2. Взаимодействие воды с оксидами металлов.

    3. Взаимодействие воды с оксидами неметаллов.

    4. Разложение воды под действием электрического тока.

  4. Обобщение и систематизация знаний………………………….5 мин

  5. Домашнее задание………………………………………………2-3 мин

  6. Подведение итогов урока………………………………………1-2 мин

ХОД УРОКА

  1. АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗАДАНИЙ

Беседа.

  1. К какому классу неорганических соединение относится вода?

  2. Расскажите:

  1. о роли воды на Земле;

  2. о значении воды в жизни живых организмов;

  3. о значении воды в промышленности и сельском хозяйстве;

  4. о значении воды в повседневной жизни.

  1. Опишите физические свойства воды.

  2. Опишите круговорот воды в природе.

Задание.

Учитель пишет на доске формулы веществ, а учащиеся определяют, к какому классу относится данное вещество.

  1. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

  • 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С МЕТАЛЛАМИ
  • Коллективное обсуждение.
  • Обсуждается вопрос: реагирует ли вода с металлами?

Ответы будут различными. Как пример реакции воды с металлами учащиеся могут привести ржавление железа, но зачастую ответ отрицательный. Учитель подчеркивает, что вода взаимодействует со многими металлами, но с некоторыми из них реакции идут очень медленно.

Демонстрация.

В стакан с водой опускается железная проволка или стружка. Никаких признаков реакции нет.

Рассказ учителя.

Учитель объяснят, что данная реакция идет при высоких температурах, при пропускании водяных паров над раскаленным железом. При комнатой температуре с водой реагируют только очень активные металлы, например натрий.

Демонстрация.

Демонстрируется взаимодействие щелочных металлов с водой. При проведении этого опыта возможны варианты.

  1. Опыт проводится демонстрационно, в кристаллизаторе или чашке Петри. В воду добавляется индикатор, например фенолфталеин.

    Учащимся видно, как кусочек натрия, помещенный в воду, уменьшается в размерах, «бегает» по поверхности воды, при этом выделяются пузырьки газа, а раствор приобретает малиновую окраску.

    Можно поставить вопрос: почему натрий не тонет? (Плотность натрия меньше, чем у воды, к тому же его поднимают пузырьки водорода, как миниатюрные воздушные шары.)

Если закрыть чашку Петри большой воронкой, а на воронку надеть пробирку, то можно собрать водород.

  1. Опыт проводится лабораторно.

Рассказ учителя.

Обычно у учащихся возникает вопрос: почему раствор приобрел окраску? Учитель объясняет, что образовалось растворимое основание. Растворимые основания называются щелочами. Они заменяют окраску индикатора. Учащиеся очень легко запоминают словосочетание: «фенолфталеиновый в щелочах малиновый»; в памяти фиксируются названия индикатора и растворимых оснований, цвет индикатора в щелочной среде.

  1. На доске записывается уравнение реакции, при этом устанавливается соответствие между реагентами и продуктами реакции и формулами в уравнение:
  2. 2Na + 2H2O — 2NaOH + H2
  3. Данное уравнение можно рассмотреть как реакцию замещения, в которой натрий замещает водород в молекуле воды:

2HOH + 2Na — 2NaOH + H2

Подобные реакции идут с активными металлами, к которым относятся щелочные и щелочноземельные металлы. Эти металлы находятся в главных подгруппах I и II групп. Если учащиеся еще слабо ориентируется в таблице Менделеева, можно выписать названия и символы этих металлов в тетрадь.

  • Задания.
  • Записать уравнения реакций взаимодействия щелочных и щелочноземельных металлов с водой. Например:
  • 2K + 2H2O = 2KOH + H2
  • Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С ОКСИДАМИ МЕТАЛЛОВ.

Демонстрация.

Демонстрируется взаимодействие воды с оксидом кальция. В результате взаимодействия оксидов, образованных металлами, с водой образуются основания. Учащиеся вместе с учителем составляют уравнение реакции и прочитывают его:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Полученный раствор исследуется с помощью индикаторной бумаги или раствора фенолфталеина. Окраска индикатора изменяется, следовательно, образовалось растворимое основание – щелочь: гидроксид кальция. Учащиеся замечают, что образовался мутный раствор, так как гидроксид кальция малорастворим в воде.

  1. Работа с таблицей.
  2. Учитель знакомит учащихся с таблицей растворимости, сообщают, что вещества бывают растворимые (например, NaOH), малорастворимые (Ca(OH)2) или нерастворимые (Fe(OH)3).
  3. Вывод: оксиды реагируют с водой, если образуются щелочи.
  4. Задание.
  1. Запишите уравнение взаимодействия воды с оксидами металлов.

  • Например:
  • BaO = H2O = Ba(OH)2
  • Li2O + H2O = 2LiOH
  1. Закончите возможные уравнения реакций:

  1. Na2O + H2O = …;

  2. CuO + H2O = …;

Демонстраиця.

Последжнее уравнение реакции можно проверит экспериментально: в воду высыпать оксид меди (II). Реакции не наблюдается. Окраска индикаторане изменяется.

Рассказ учителя.

Оксиды, которым соответствуют основания, независимо от того, реагируют они с водой или нет, называются основными. Как правило, они образованы металлами с валентностью I или II.

3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С ОКСИДАМИ НЕМЕТАЛЛОВ.

Демонстрация.

Демонстрацию можно проводить с оксидом фосфора или с оксидом углерода.

  1. Получение углекислого газа и его взаимодействия со щелочами.

Образец мела или мрамора обрабатывают соляной кислотой, закрывают отверстие пробирки газоотводной трубкой, пропускают образующийся CO2 через воду с индикатором, например с фиолетовым лакмусом. Покраснение раствора свидетельствует об образовании кислоты.

Учащиеся знакомятся с еще одним индикатором – фиолетовым лакмусом. Учитель отмечает, что этот индикатор, в отличии фенолфталеина, меняет окраску в растворах кистлот на красную, в растворах оснований (щелочах) – на синюю. Значит, оксиды,образованные неметаллами, соответсвуют килотам.

Записываются уравнения реакицй:

CaCO3 + 2HCl — CaCl2 + H2O + CO2;

CO2 + H2O H2CO3

Смешивают песок, основнйо частью которого является SiO2, с водой. Реакции не происходит. По таблице растворимости учащиеся отмечают, что кислота, которая соответствует оксиду кремния, нерастворима.

Рассказ учителя

Оксиды, которые соответствуют кислотам(вне зависимости от того, взаимодействуют они с водой или нет), называют кислотными.

При записи уравнений взаимодействия кислотных оксидов с водой можно сделать упрощение и объяснить, что формулы кислот (не всех!) можно получить, складывая атомы, входящие в состав кислотного оксида, с атомами воды, при этом записывая символы элементов в следующем порядке: на первом месте – водород, затем – неметалл, последний – кислород. Например:

SO2 + H2O = H2SO3

Учитель записывает несколько аналогичных уравнений (с SO3, CO2). Он отмечает, что таким образом получаются формулы не всех кислот, и в качестве примера приводит уравнение взаимодействия оксида фосфора (V) с водой с образованием ортофосфорной кислоты.

4. РАЗЛОЖЕНИЕ ВОДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.

  1. Демонстрация.
  2. Разложение воды под действием электрического тока можно продемонстрировать, используя электролизер.
  3. В электролитическую ванну наливают воду, опускают электроды, пропускают постоянный ток. Учащиеся замечают, что на одном электроде пузырьки газа выделяются с большей интенсивностью, чем на другомю Записывается уравнение реакции:
  4. 2H2O  2H2 + O2

Учитель просит вспомнить закон Гей-Люссака и предположить, какой газ выделяется с большей интенсивностью. Это водород.

  1. ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ

Коллективное обсуждение.

В ходе обобщения учебного материала учащиеся совместно с учителем приходят к выводу, что вода является активным химическим веществом.

1. Подготовить краткие сообщения (2-3 мин) по взаимодействию воды с металлами, оксидами металлов и неметаллов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ К УРОКУ

Химические свойства воды (дополнение)

  1. Взаимодействие металлов средней активности (расположенных в ряду напряжений до олова) с водой. Эти металлы реагируют с водой только при напряжении с образованием оксидов и водорода:

3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 4H2

  1. Вода образует многочисленные гидраты (кристаллогидраты), например:

  • H2O + H2SO4  H2SO4 * H2O;
  • 5H2O + CuSO4  CuSO4 * 5H2O.
  • Вопросы
  1. Почему реакции с участием тяжелой воды идут медленнее, чем с обычной?

  2. Какие вещества можно использовать в качестве осушителей?

  3. В сосуде имеется смесь газообразных водорода и кислорода. Как изменится давление в сосуде при пропускании через смесь электрической искры и последующем охлаждении до исходной температуры?

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector