Лабораторная работа "Общие свойства металлов"

 «Общие свойства металлов».

Теоретическое обоснование:

Металлы по их активности можно расположить в ряд, получивший название «Ряд напряжений металлов» (электрохимический ряд напряжений металлов): K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au. В ряд напряжений вместе с металлами включен водород. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснять водород из растворов кислот, металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода, не вытесняют водород из растворов кислот. Каждый предыдущий металл ряда напряжений вытесняет все последующие из растворов их солей.

Цель работы: рассмотреть уравнения реакций, характеризующих химические свойства металлов.

Задачи работы:

1. Определить свойства, характерные для металлов главных подгрупп.

2. Развивать умение составлять уравнения химических реакций в молекулярной и ионной формах.

3. Показать важное значение металлов в жизнедеятельности человека.

Оборудование: штатив с пробирками, кусочек цинка, медные пластинки или проволочки, алюминий, железные стружки или гвоздики, растворы хлорида цинка, нитрата свинца, сульфата меди, сульфата железа, растворы соляной, серной и азотной кислот, фарфоровая чашка, горелка, тигельные щипцы, кусочки мрамора, красная лакмусовая бумажка, стеклянная палочка.

Этапы выполнения работы:

1. Выполнить опыт №1. . Взаимодействие солей с металлами.

2. Выполнить опыт №2.Получение оксида кальция прокаливанием мрамора и гидратация его.

3. Выполнить упражнения 1, 2.

4. Выполнить опыт №3. Взаимодействие алюминия с кислотами.

5. Выполнить упражнение 3.

Дополнительные указания:

1. В пробирки наливать реактивы в строго определенном количестве.
2. Наблюдаемые в опытах явления записать в результатах работы.
3. Реакции, характеризующие свойства металлов, записывать в молекулярной и ионной формах. Для этого использовать данные из таблицы растворимости соединений.

Опыт 1. Взаимодействие солей с металлами.

Выполнение опыта.

1. Поместить в две пробирки по 5 – 6 капель раствора сульфата меди, в одну пробирку опустить кусочек цинка, в другую – железный гвоздик. Какие изменения происходят на поверхности металлов?
2. В одну пробирку поместить 4 – 5 капель раствора нитрата свинца, в другую – такое же количество раствора сульфата железа. В каждую из пробирок опустить кусочек цинка. Отметить изменения, происходящие на поверхности металла.
3. В три пробирки, содержащие несколько капель растворов хлорида цинка, нитрата свинца, сульфата железа, опустить кусочки медной проволоки. Заметны ли изменения, свидетельствующие о происходящих реакциях?

Результаты работы:

Упражнение 1:

1 уровень заданий:

Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах между:

а) сульфатом меди и цинком;

б) сульфатом меди и железом; в) нитратом свинца и цинком;

г) сульфатом железа и цинком.

Пользуясь электрохимическим рядом напряжений, объяснить эти реакции.

2 уровень заданий: Какой металл не будет растворяться в концентрированной серной кислоте:

Hg, Al, Au, Ag, Mn. Составьте уравнения реакций реагирования металлов с серной кислотой в молекулярной и ионной формах.

3уровень заданий: При действии на смесь алюминия и меди массой 4г хлороводородной кислотой выделилось 3,36 л газа. Определите состав (%) смеси.

Опыт 2. Получение оксида кальция прокаливанием мрамора и его гидратация.

Выполнение опыта.

1.Поместить кусочек мрамора в фарфоровую чашку и смочить ее небольшим количеством воды. Испытать жидкость, перенос стеклянной палочкой каплю раствора на красную лакмусовую бумажку. Изменилась ли окраска красной лакмусовой бумаги?

2.Тигельными щипцами взять кусочек мрамора из фарфоровой чашки и сильно прокалить его в пламени горелки в течение 2 – 3 минут. Поместить прокаленный кусочек мрамора в фарфоровую чашку и смочить его небольшим количеством воды. Испытать жидкость красной лакмусовой бумажкой. На что указывает изменение окраски красной лакмусовой бумажки?

Результаты работы:

Упражнение 2.

1 уровень заданий:

1.Написать уравнение реакции, происходящей при прокаливании мрамора.

2.Написать уравнение реакции:

а) разложение мрамора при нагревании;

б) взаимодействие полученного продукта H₂O .

К какому классу относятся продукты реакции и как они называются?

2 уровень заданий:

Написать уравнения реакций взаимодействия кальция со следующими веществами: C, Zn(NO₃), H₂O, H₂ в молекулярной и ионной формах.

Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами.

Выполнение опыта.

Поместить в три пробирки по кусочку алюминия и прилить немного раствора кислот: в первую- H₂SO₄, во вторую-HCl, в третью-  HNO_3.

В какой пробирке энергичней идет реакция, а в какой изменений нет?

Упражнение 3.

1 уровень заданий:

1.Написать уравнения реакций оксида алюминия с серной и соляной кислотами.

2. Написать уравнения реакций алюминия с  серной и соляной кислотами.

2 уровень заданий:

С какими веществами будет реагировать алюминий: NaOH, H₂SO₄(конц., горяч) , HNO₃, H₂O(горяч). Составить уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

3 уровень заданий:При взаимодействии сплава алюминия с медью 6г с КОН выделился газ объемом 4,7 л. Определите массовую долю (%) компонентов смеси.

 Обсуждение результатов:

Контрольные вопросы:

1. Что такое ряд напряжения металлов? Как можно определить восстановительную или окислительную способность металлов по данному ряду?
2. Что такое металлотермия?
3. Чем химические свойства металлов  отличаются от неметаллов?

Вопросы для дополнительного изучения темы:

1. Почему железо подвергается коррозии во влажном воздухе?
2. Какие сплавы вы знаете. Приведите примеры сплавов и их применение.
3. Почему щелочные металлы  и металлы подгруппы меди расположены в 1 группе Периодической системы? Сравните их восстановительную способность.

Творческие задания:

1. Составьте кроссворд по данной теме.
2. Составьте схему или таблицу « Применение металлов».
3.  Из курса истории определите, какой век называют «металлическим» и почему?

    «Общие свойства металлов».

   Теоретическое обоснование:

   Металлы по их активности можно расположить в ряд, получивший название «Ряд напряжений металлов» (электрохимический ряд напряжений металлов): K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au. В ряд напряжений вместе с металлами включен водород. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснять водород из растворов кислот, металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода, не вытесняют водород из растворов кислот. Каждый предыдущий металл ряда напряжений вытесняет все последующие из растворов их солей.

   Цель работы: рассмотреть уравнения реакций, характеризующих химические свойства металлов.

   Задачи работы:

   1. Определить свойства, характерные для металлов главных подгрупп.

   2. Развивать умение составлять уравнения химических реакций в молекулярной и ионной формах.

   3. Показать важное значение металлов в жизнедеятельности человека.

   Оборудование: штатив с пробирками, кусочек цинка, медные пластинки или проволочки, алюминий, железные стружки или гвоздики, растворы хлорида цинка, нитрата свинца, сульфата меди, сульфата железа, растворы соляной, серной и азотной кислот, фарфоровая чашка, горелка, тигельные щипцы, кусочки мрамора, красная лакмусовая бумажка, стеклянная палочка.

   Этапы выполнения работы:

   1. Выполнить опыт №1. . Взаимодействие солей с металлами.

   2. Выполнить опыт №2.Получение оксида кальция прокаливанием мрамора и гидратация его.

   3. Выполнить упражнения 1, 2.

   4. Выполнить опыт №3. Взаимодействие алюминия с кислотами.

   5. Выполнить упражнение 3.

   Дополнительные указания:

   1. В пробирки наливать реактивы в строго определенном количестве.
   2. Наблюдаемые в опытах явления записать в результатах работы.
   3. Реакции, характеризующие свойства металлов, записывать в молекулярной и ионной формах. Для этого использовать данные из таблицы растворимости соединений.

    

   Опыт 1. Взаимодействие солей с металлами.

   Выполнение опыта.

   1. Поместить в две пробирки по 5 – 6 капель раствора сульфата меди, в одну пробирку опустить кусочек цинка, в другую – железный гвоздик. Какие изменения происходят на поверхности металлов?
   2. В одну пробирку поместить 4 – 5 капель раствора нитрата свинца, в другую – такое же количество раствора сульфата железа. В каждую из пробирок опустить кусочек цинка. Отметить изменения, происходящие на поверхности металла.
   3. В три пробирки, содержащие несколько капель растворов хлорида цинка, нитрата свинца, сульфата железа, опустить кусочки медной проволоки. Заметны ли изменения, свидетельствующие о происходящих реакциях?

   Результаты работы:

   Упражнение 1:

   1 уровень заданий:

   Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах между:

   а) сульфатом меди и цинком;

   б) сульфатом меди и железом; в) нитратом свинца и цинком;

   г) сульфатом железа и цинком.

   Пользуясь электрохимическим рядом напряжений, объяснить эти реакции.

   2 уровень заданий: Какой металл не будет растворяться в концентрированной серной кислоте:

   Hg, Al, Au, Ag, Mn. Составьте уравнения реакций реагирования металлов с серной кислотой в молекулярной и ионной формах.

   3уровень заданий: При действии на смесь алюминия и меди массой 4г хлороводородной кислотой выделилось 3,36 л газа. Определите состав (%) смеси.

    

   Опыт 2. Получение оксида кальция прокаливанием мрамора и его гидратация.

   Выполнение опыта.

   1.Поместить кусочек мрамора в фарфоровую чашку и смочить ее небольшим количеством воды. Испытать жидкость, перенос стеклянной палочкой каплю раствора на красную лакмусовую бумажку. Изменилась ли окраска красной лакмусовой бумаги?

   2.Тигельными щипцами взять кусочек мрамора из фарфоровой чашки и сильно прокалить его в пламени горелки в течение 2 – 3 минут. Поместить прокаленный кусочек мрамора в фарфоровую чашку и смочить его небольшим количеством воды. Испытать жидкость красной лакмусовой бумажкой. На что указывает изменение окраски красной лакмусовой бумажки?

   Результаты работы:

   Упражнение 2.

   1 уровень заданий:

   1.Написать уравнение реакции, происходящей при прокаливании мрамора.

   2.Написать уравнение реакции:

   а) разложение мрамора при нагревании;

   б) взаимодействие полученного продукта H₂O .

   К какому классу относятся продукты реакции и как они называются?

   2 уровень заданий:

   Написать уравнения реакций взаимодействия кальция со следующими веществами: C, Zn(NO₃), H₂O, H₂ в молекулярной и ионной формах.

    

   Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами.

   Выполнение опыта.

   Поместить в три пробирки по кусочку алюминия и прилить немного раствора кислот: в первую- H₂SO₄, во вторую-HCl, в третью-  HNO_3.

   В какой пробирке энергичней идет реакция, а в какой изменений нет?

    

   Упражнение 3.

   1 уровень заданий:

   1.Написать уравнения реакций оксида алюминия с серной и соляной кислотами.

   2. Написать уравнения реакций алюминия с  серной и соляной кислотами.

   2 уровень заданий:

   С какими веществами будет реагировать алюминий: NaOH, H₂SO₄(конц., горяч) , HNO₃, H₂O(горяч). Составить уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

   3 уровень заданий:При взаимодействии сплава алюминия с медью 6г с КОН выделился газ объемом 4,7 л. Определите массовую долю (%) компонентов смеси.

    Обсуждение результатов:

            

   Контрольные вопросы:

   1. Что такое ряд напряжения металлов? Как можно определить восстановительную или окислительную способность металлов по данному ряду?
   2. Что такое металлотермия?
   3. Чем химические свойства металлов  отличаются от неметаллов?

    

   Вопросы для дополнительного изучения темы:

   1. Почему железо подвергается коррозии во влажном воздухе?
   2. Какие сплавы вы знаете. Приведите примеры сплавов и их применение.
   3. Почему щелочные металлы  и металлы подгруппы меди расположены в 1 группе Периодической системы? Сравните их восстановительную способность.

    

   Творческие задания:

   1. Составьте кроссворд по данной теме.
   2. Составьте схему или таблицу « Применение металлов».
   3.  Из курса истории определите, какой век называют «металлическим» и почему?