Geum.ru

Программа для поступающих в вузы (ответы)

Информация - Химия

Другие материалы по предмету Химия

металлы вступают в химическое соединение. Чаше всего сплавы представляют собой смеси свободных металлов с их химическими соединениями. В состав сплавов могут входить также и неметаллы (чугун сплав железа с углеродом). Свойства металлов существенно отличаются от свойств составляющих их элементов.

Известно, что у металлов на ВЭУ имеется 1-3 валентных электрона. Поэтому они сравнительно легко отдают свои электроны неметаллам, у которых на ВЭУ 5-7 электронов. Так, металлы непосредственно реагируют с галогенами. Большинство Ме хорошо реагируют с кислородом (исключая золото, платину, серебро), образуя оксиды и пероксиды; взаимодействуют с серой с образованием сульфидов. Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с водой с образованием растворимых в ней щелочей. Ме средней активности реагируют с водой только при нагревании. Малоактивные Ме с водой вообще не реагируют. Большинство металлов растворяется в кислотах. Однако химическая активность различных металлов различна. Она определяется легкостью атомов металла отдавать валентные электроны. По своей активности все металлы расположены в определенной последовательности, образуя ряд активности или ряд стандартных электродных потенциалов:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

В этом ряду каждый предыдущий металл вытесняет из соединений все последующие металлы.

Электролиз ОВ процесс, протекающий при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Анодом называется положительный электрод, на нем происходит окисление; катодом называется отрицательный электрод, на нем происходит восстановление. При электролизе расплава происходит распределение ионов соли в анодном и катодном пространстве. Ион металла восстанавливается до металла, а кислотный остаток бескислородной кислоты окисляется до соответствующего газа или элемента. Электролиз растворов солей более сложен из-за возможности участия в электродных процессах молекул воды. На катоде: 1) ионы металлов от лития до алюминия не восстанавливаются, но идет процесс восстановления водорода из воды, 2) ионы металлов от алюминия до водорода восстанавливаются до металлов вместе с восстановлением водорода из воды, 3) ионы металлов от висмута до золота восстанавливаются до металлов. На аноде: 1) анионы бескислородных кислот окисляются до соответствующих элементов, 2) при электролизе солей кислородсодержащих кислот происходит окисление не кислотных остатков, а воды с выделением кислорода, 3) в щелочных растворах происходит окисление гидроксид-ионов до кислорода и воды, 4) при использовании растворимых анодов, на них образуются катионы металла, из которого сделан анод.

Основные промышленные способы получения металлов:

  1. Пирометаллургический:
  2. коксотермия Fe2O3 + 3CO > 2Fe + 3CO2

Fe(CO)3 > Fe + 5CO

  1. алюмотермия Fe2O3 + 2Al > 2Fe + Al2O3
  2. магнийтермия TiO2 + 2Mg > Ti + 2MgO
  3. водородотермия CuO + H2 > Cu + H2O
  4. Электрохимический:
  5. электролиз расплавов: NiCl2 > Ni + Cl2
  6. электролиз растворов: MgSO4 + 2H2O > Mg + O2 + H2 + H2SO4
  7. Гидрометаллургический:

Cu + 2H2SO4 > CuSO4 + SO2 + 2H2O

CuSO4 + Fe > Cu + FeSO4.

 

Щелочные металлы, их характеристика на основе размещения в периодической системе и строении атомов. Соединения натрия и калия в природе, их использование. Калийные удобрения.

К элементам группы 1А относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций. Все металлы серебристого цвета, кроме цезия (желтый). Относятся к легким металлам. Очень мягкие режутся ножом. Все щелочные металлы сильные восстановители. Реакционная способность возрастает в ряду литий цезий. Самым активным является цезий, т. к. у него самый низкий потенциал ионизации. Щелочные металлы энергично реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду, бурно реагируют с растворами кислот. Комплексообразование для щелочных металлов не характерно. В природе в свободном виде не встречаются ввиду их чрезвычайной активности. Литий существенно отличается от остальных элементов группы: он не имеет р-орбиталей. По ряду свойств он ближе к магнию, чем к щелочным металлам. Наиболее промышленно важные металлы это калий и натрий. Основные природные соединения этих металлов поваренная соль (NaCl), мирабилит (Na2SO410H2O), сильвинит (NaClKCl), сильвин (KCl), ортоклаз (K[AlSiO3]), карналлит (KClMgCl26H2O). Основные способы получения электролиз расплавов их солей в смеси с KCl, CaCl2 (натрий) и NaCl (калий). Применяется также восстановление их оксидов, хлоридов, карбонатов алюминием, кремнием, кальцием, магнием при нагревании в вакууме:

6KCl + 4CaO + 2Al(Si) > 6K + 3CaCl2 + CaOAl2O3(CaOSiO2)

Химические свойства:

1. С простыми веществами:

  1. 2Э + H2 >2ЭH
  2. 2Э + Hal2 > 2ЭHal
  3. 2Э + O2 > Э2O2 (Li2O)
  4. 2Э + S > Э2S
  5. 6Э + N2 > 2Э3N t
  6. 3Э + P > Э3P.

2. Со сложными веществами:

  1. 2Э + 2HCl(p) > 2ЭCl + H2
  2. 2Э + 2H2O > 2ЭOH + H2
  3. 2Э + H2SO2 > Э2SO2 + H2
  4. 8Э + 10HNO3 > 8ЭNO3 + NH4NO3 + 3H2O.

Щелочные металлы и их соединения важнейшие компоненты различных химических производств. Они используются в металлотермическом производстве различных металлов, таких как Ti, Zr, Nb, Ta. Соединения натрия и калия находят применение в мыловарении (Na2CO3), производстве стекла (Na2CO3, K2CO3, Na2SO4, Li2O), используются для отбелки и дезинфекции (Na2O2), в качестве удобрений (KCl, KNO3). Из поваренной соли получают многие важные химические соединения: Na2CO3, NaOH, Cl2.

<