Question

Химические свойства металлов: взаимодействие с кислородом, водой, кислотами.

Answer 1

Ответ:

все металлы, за исключением  натрия образуют с кислородом оксиды,  натрий же образует пероксиды

2Cu+O2--2Cu0

с водой образуют щелочи

2na+ h20 -- 2naoh + h2

с кислотами образуют соли

2na+2hcl-- 2nacl +h2

Объяснение:

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:

6Li + N2 = 2Li3N (азид лития)

Только активные металлы способны взаимодействовать с углеродом и водородом, причем в случае реакции с водородом – это только щелочные и щелочноземельные металлы:

2Li+2C = Li2C2 (карбид лития)                                                                    

2Na + H2 = NaH (гидрид натрия)

С серой реагируют все металлы кроме Au и Pt:

2K +S = K2S (сульфид калия)

Также металлы способны взаимодействовать с галогенами и фосфором:

2Na + Cl2 = 2NaCl (хлорид натрия)

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^{\circ} -2e = Fe2+ процесс окисления, железо — восстановитель

S^{\circ} +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

Активные металлы (щелочные и некоторые щелочноземельные металлы — Ca, Sr, Ba) с водой с образованием гидроксидов:

Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

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:

Pb + H2O = PbO + H2↑

Неактивные металлы с водой не реагируют.

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                            

Answer 2

Металлы имеют различные химические свойства при взаимодействии с кислородом, водой и кислотами. Рассмотрим каждое взаимодействие отдельно:

1. Взаимодействие с кислородом:

   • Некоторые металлы, например, натрий (Na), калий (K) и магний (Mg), реагируют с кислородом воздуха и горят при нагреве, образуя оксиды. Например, натрий горит с фиолетовым пламенем, образуя оксид натрия (Na2O).
   • Большинство металлов, таких как железо (Fe), алюминий (Al) и медь (Cu), реагируют с кислородом, образуя оксиды металла. Например, железо ржавеет, образуя оксид железа (Fe2O3).

2. Взаимодействие с водой:

   • Активные металлы, такие как натрий (Na) и калий (K), реагируют с водой, выделяя водород и образуя гидроксиды металла. Например, натрий реагирует с водой, образуя гидроксид натрия (NaOH) и выделяя водород (H2).
   • Некоторые металлы, такие как железо (Fe) и алюминий (Al), не реагируют с водой при комнатной температуре, но могут реагировать с паром воды или с водой при нагреве.

3. Взаимодействие с кислотами:

   • Многие металлы реагируют с различными кислотами, образуя соли и выделяя водород. Например, цинк (Zn) реагирует с соляной кислотой (HCl), образуя хлорид цинка (ZnCl2) и выделяя водород.
   • Некоторые металлы, такие как золото (Au) и платина (Pt), химически инертны и не реагируют с большинством кислот.

Важно отметить, что реакционная способность металлов может варьироваться в зависимости от их активности и условий, в которых происходят взаимодействия.