Контрольная работа №4 по теме «Важнейшие металлы и их соединения»

Научиться системно описывать свойства и взаимопревращения соединений важнейших металлов, опираясь на их положение в периодической таблице.

Металлы — основа современной техники, строительства и электроники. Понимание их химии позволяет объяснить коррозию, производство сплавов, биологическую роль ионов металлов и принципы очистки воды.

• Свойства металлов определяются их строением: на внешнем уровне мало электронов, которые они легко отдают, являясь восстановителями.
• Восстановительная активность металлов в растворах подчиняется электрохимическому ряду напряжений: чем левее металл, тем он активнее.
• Щелочные и щелочноземельные металлы — самые активные, они реагируют с водой при обычных условиях, образуя щелочи.
• Алюминий — амфотерный металл: он реагирует и с кислотами, и со щелочами, а его оксид и гидроксид также проявляют двойственные свойства.
• Железо образует два ряда соединений: со степенью окисления +2 (основные свойства) и +3 (амфотерные свойства).
• Оксиды и гидроксиды металлов проявляют основные свойства, которые усиливаются в группе сверху вниз.
• Распознавание ионов металлов проводят по характерным цветам осадков или пламени (качественные реакции).

Металлическая связь

Связь в металлах и сплавах, осуществляемая обобществленными валентными электронами, которые свободно движутся по кристаллической решетке.

Электрохимический ряд напряжений

Ряд металлов, расположенных по мере убывания их восстановительной способности в водных растворах (от лития к золоту).

Амфотерность

Способность вещества (оксида или гидроксида) проявлять в зависимости от условий и свойства кислоты, и свойства основания.

Щелочные металлы

Металлы IA группы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), гидроксиды которых являются сильными растворимыми основаниями — щелочами.

Качественная реакция

Реакция, позволяющая однозначно определить наличие определенного иона или вещества по характерному внешнему признаку (цвет, запах, осадок).

Жесткость воды

Свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния (гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов).

• Натрий и калий хранят под слоем керосина, так как они активно реагируют с кислородом и влагой воздуха.
• Оксид алюминия Al₂O₃ и гидроксид алюминия Al(OH)₃ растворяются и в кислотах, и в щелочах, например: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O и Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄].
• Железо проявляет степени окисления +2 (соли железа(II), например FeCl₂) и +3 (соли железа(III), например FeCl₃). Соединения Fe³⁺ более устойчивы.
• Качественный реактив на ион Fe³⁺ — желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆], образуется синий осадок (берлинская лазурь).
• Качественный реактив на ион Fe²⁺ — красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆], образуется синий осадок (турнбулева синь).
• Ионы Ca²⁺ и Ba²⁺ распознают раствором серной кислоты или сульфата: выпадает белый осадок CaSO₄ или BaSO₄.
• Щелочные и щелочноземельные металлы окрашивают пламя в характерные цвета: натрий — желтый, калий — фиолетовый, кальций — кирпично-красный.

1. Пример 1случай

   Пищевая сода (NaHCO₃)

   Пояснение

   • соединение натрия, используется в кулинарии и как антацидное средство при изжоге
2. Пример 2случай

   Алюминиевая фольга не пропускает влагу и воздух, поэтому в ней запекают продукты

   Пояснение

   • это пример устойчивости алюминия к коррозии благодаря оксидной пленке
3. Пример 3случай

   Ржавление железного гвоздя во влажном воздухе

   Пояснение

   • классический пример коррозии, которая происходит с участием кислорода и воды
4. Пример 4случай

   Известковая вода (раствор Ca(OH)₂) мутнеет при пропускании углекислого газа

   Пояснение

   • это качественная реакция на CO₂, основанная на образовании нерастворимого CaCO₃
5. Пример 5случай
   • Медный купорос (CuSO₄·5H₂O) используют для борьбы с вредителями растений, а его раствор имеет характерный синий цвет

• Алюминий — самый распространенный металл в земной коре (около 8% по массе), но в свободном виде он не встречается из-за своей активности.
• Железо входит в состав гемоглобина крови, обеспечивая перенос кислорода, а его недостаток вызывает анемию.
• Сплавы алюминия (дюралюминий) почти в три раза легче стали, но по прочности не уступают ей, поэтому их используют в самолетостроении.
• Кальций — основа костей и зубов, а также важнейший элемент для передачи нервных импульсов в организме.

• Щелочные металлы (натрий, калий) нельзя брать руками: они реагируют с влагой кожи, вызывая химические ожоги.
• При работе с щелочами (NaOH, KOH) необходимо использовать защитные очки и перчатки, так как они разъедают кожу и слизистые.
• При разбавлении серной кислоты нужно вливать кислоту в воду, а не наоборот, чтобы избежать вскипания и разбрызгивания.

• Строение атомов и периодический закон (свойства металлов определяются положением в таблице)
• Электролитическая диссоциация (реакции в растворах, ионные уравнения)
• Окислительно-восстановительные реакции (металлы — восстановители)
• Неметаллы и их соединения (сравнение свойств, реакции с металлами)