Химические свойства металлов

1
Лабораторная работа
Общие свойства металлов
Цель работы. Изучение химических (восстановительных) свойств металлов в реакциях с растворами электролитов.
Задачи работы. Анализ окислительно-восстановительных реакций, протекающих
между металлами и водными растворами солей и кислот.
Общие положения. Активность металлов оценивают с помощью стандартных элек0
тродных потенциалов EMet
. Металл окисляется в растворе кислоты или соли, если
n+
Met
EMet n +
Met
< Eокислитель . В разбавленной серной кислоте окислителем является ион водорода
⎛ 0
⎞
⎜⎜ E + = 0 В⎟⎟ . В концентрированном растворе серной кислоты и в азотной кислоте окисли⎟⎠
⎜⎝ H H 2
телями являются анионы SO42− и NO3− , соответственно. В растворе соли второго металла
окислителем первого металла может быть катион Met2n2 + , если он имеет больший электрод-
⎛
⎞
ный потенциал ⎜ EMet n1 +
< EMet n2 +
⎟⎟ .
⎜
1
2
Met
Met
⎝
1
2 ⎠
Опыт 1. Взаимодействие металлов с разбавленным раствором серной кислоты
В первую пробирку поместите металлический магний, а во вторую – медь. Налейте в
каждую пробирку примерно по 2 мл 2 н. раствора серной кислоты.
В пробирке с каким металлом происходит выделение газа? Что это за газ?
Запишите значения стандартных электродных потенциалов магния и меди. Для какого
из этих металлов выполняется условие окисления катионом водорода?
0
0
EMg
=
ECu
=
2+
2+
Mg
Cu
Пользуясь ионно-электронным методом, составьте соответствующее уравнение реакции:
… + H 2 SO4( разбавл.) = …
Вывод: (укажите, какие металлы реагируют с разбавленной серной кислотой)
2
Опыт 2. Взаимодействие металлов с концентрированной азотной
кислотой (опыт проводить в вытяжном шкафу!)
В пробирку поместите кусочек меди и осторожно(!) налейте примерно 2 мл концентрированной азотной кислоты.
Отметьте окраску раствора и определите выделяющийся газ1:
Укажите ион-окислитель и продукт его восстановления:
Методом полуреакций составьте соответствующее уравнение реакции:
Cu + HNO3( конц.) =
Опыт 3. Взаимодействие металла с раствором соли другого металла
В пробирку с раствором сульфата меди(II) опустите железный стержень. Наблюдайте
восстановление меди (восстановление меди из водных растворов при взаимодействии с более активными металлами называется «цементацией»).
Укажите окислитель и восстановитель и стандартные значения их электродных потенциалов в реакции «цементации» меди железом:
окислитель –
восстановитель –
Запишите ионно-электронные и молекулярное уравнение протекающей реакции «цементации»:
В выводе сформулируйте общее правило для реакций взаимодействия металлов с растворами солей.
Вывод:
1
Продуктами восстановления нитрат-иона могут быть газы: NO2 (бурый), NO (бесцветный) или NH 3 (запах аммиака).