Задания 9. Основания, амфотерные гидроксиды и кислоты.
Как гидроксид алюминия, так и соляная кислота могут взаимодействовать с
Ответ: 4
Пояснение:
Гидроксид алюминия Al(OH)3 является амфотерным гидроксидом, т.е. веществом, в зависимости от условий проявляющим либо кислотные, либо основные свойства.
Из предложенных вариантов как основание Al(OH)3 реагирует с серной кислотой H2SO4:
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O, или в зависимости от соотношений реагентов:
Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al(HSO4)3 + 3H2O — образование кислой соли гидросульфата алюминия;
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = [Al(OH)2]2(SO4)3 + 2H2O – образование основной соли дигидроксосульфата алюминия;
Al(OH)3 + H2SO4 = [AlOH]SO4 + H2O – образование основной соли гидроксосульфата алюминия.
Кроме того, как кислота Al(OH)3 реагирует с щелочами, поэтому с NaOH реакция протекает:
NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O (сплавление)
NaOH(раствор) + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]
С оксидом переходного металла CuO и оксидом слабой угольной кислоты CO2 гидроксид алюминия Al(OH)3 не взаимодействует.
Соляная кислота HCl реагирует с оксидами металлов, основаниям, металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода и солями металлов, образованных более слабыми кислотами, или с образованием осадка. Таким образом, HCl реагирует с CuO и NaOH, но не реагирует с серной кислотой и углекислым газом – кислотным оксидом:
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (реакция обмена)
NaOH + HCl = NaCl + H2O (реакция нейтрализации: кислота + щелочь = соль + вода).
scienceforyou.ru
Химические свойства алюминия.
Алюминий — амфотерный металл. Электронная конфигурация атома алюминия 1s22s22p63s23p1. Таким образом, на внешнем электронном слое у него находятся три валентных электрона: 2 — на 3s- и 1 — на 3p-подуровне. В связи с таким строением для него характерны реакции, в результате которых атом алюминия теряет три электрона с внешнего уровня и приобретает степень окисления +3. Алюминий является высокоактивным металлом и проявляет очень сильные восстановительные свойства.
Взаимодействие алюминия с простыми веществами
с кислородом
При контакте абсолютно чистого алюминия с воздухом атомы алюминия, находящиеся в поверхностном слое, мгновенно взаимодействуют с кислородом воздуха и образуют тончайшую, толщиной в несколько десятков атомарных слоев, прочную оксидную пленку состава Al2O3, которая защищает алюминий от дальнейшего окисления. Невозможно и окисление крупных образцов алюминия даже при очень высоких температурах. Тем не менее, мелкодисперсный порошок алюминия довольно легко сгорает в пламени горелки:
4Аl + 3О2 = 2Аl2О3
с галогенами
Алюминий очень энергично реагирует со всеми галогенами. Так, реакция между перемешанными порошками алюминия и йода протекает уже при комнатной температуре после добавления капли воды в качестве катализатора. Уравнение взаимодействия йода с алюминием:
2Al + 3I2 =2AlI3
С бромом, представляющим собой тёмно-бурую жидкость, алюминий также реагирует без нагревания. Образец алюминия достаточно просто внести в жидкий бром: тут же начинается бурная реакция с выделением большого количества тепла и света:
2Al + 3Br2 = 2AlBr3
Реакция между алюминием и хлором протекает при внесении нагретой алюминиевой фольги или мелкодисперсного порошка алюминия в заполненную хлором колбу. Алюминий эффектно сгорает в хлоре в соответствии с уравнением:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
с серой
При нагревании до 150-200 оС или после поджигания смеси порошкообразных алюминия и серы между ними начинается интенсивная экзотермическая реакция с выделением света:
— сульфид алюминия
с азотом
При взаимодействии алюминия с азотом при температуре около 800 oC образуется нитрид алюминия:
с углеродом
При температуре около 2000oC алюминий взаимодействует с углеродом и образует карбид (метанид) алюминия, содержащий углерод в степени окисления -4, как в метане.
Взаимодействие алюминия со сложными веществами
с водой
Как уже было сказано выше, стойкая и прочная оксидная пленка из Al2O3 не дает алюминию окисляться на воздухе. Эта же защитная оксидная пленка делает алюминий инертным и по отношению к воде. При снятии защитной оксидной пленки с поверхности такими методами, как обработка водными растворами щелочи, хлорида аммония или солей ртути (амальгирование), алюминий начинает энергично реагировать с водой с образованием гидроксида алюминия и газообразного водорода:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
с оксидами металлов
После поджигания смеси алюминия с оксидами менее активных металлов (правее алюминия в ряду активности) начинается крайне бурная сильно-экзотермическая реакция. Так, в случае взаимодействия алюминия с оксидом железа (III) развивается температура 2500-3000оС. В результате этой реакции образуется высокочистое расплавленное железо:
2AI + Fe2O3 = 2Fe + Аl2О3
Данный метод получения металлов из их оксидов путем восстановления алюминием называется алюмотермией или алюминотермией.
с кислотами-неокислителями
Взаимодействие алюминия с кислотами-неокислителями, т.е. практически всеми кислотами, кроме концентрированной серной и азотной кислот, приводит к образованию соли алюминия соответствующей кислоты и газообразного водорода:
а) 2Аl + 3Н2SO4(разб.) = Аl2(SO4)3 + 3H2↑
2Аl0 + 6Н+ = 2Аl3+ + 3H20;
б) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2↑
с кислотами-окислителями
-концентрированной серной кислотой
Взаимодействие алюминия с концентрированной серной кислотой в обычных условиях, а также низких температурах не происходит вследствие эффекта, называемого пассивацией. При нагревании реакция возможна и приводит к образованию сульфата алюминия, воды и сероводорода, который образуется в результате восстановления серы, входящей в состав серной кислоты:
Такое глубокое восстановление серы со степени окисления +6 (в H2SO4) до степени окисления -2 (в H2S) происходит благодаря очень высокой восстановительной способности алюминия.
— концентрированной азотной кислотой
Концентрированная азотная кислота в обычных условиях также пассивирует алюминий, что делает возможным ее хранение в алюминиевых емкостях. Так же, как и в случае с концентрированной серной, взаимодействие алюминия с концентрированной азотной кислотой становится возможным при сильном нагревании, при этом преимущественно протекает реакция:
— разбавленной азотной кислотой
Взаимодействие алюминия с разбавленной по сравнению с концентрированной азотной кислотой приводит к продуктам более глубокого восстановления азота. Вместо NO в зависимости от степени разбавления могут образовываться N2O и NH4NO3:
8Al + 30HNO3(разб.) = 8Al(NO3)3 +3N2O↑ + 15H2O
8Al + 30HNO3(оч. разб) = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
со щелочами
Алюминий реагирует как с водными растворами щелочей:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
так и с чистыми щелочами при сплавлении:
В обоих случаях реакция начинается с растворения защитной пленки оксида алюминия:
Аl2О3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]
Аl2О3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + Н2О
В случае водного раствора алюминий, очищенный от защитной оксидной пленки, начинает реагировать с водой по уравнению:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
Образующийся гидроксид алюминия, будучи амфотерным, реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием растворимого тетрагидроксоалюмината натрия:
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
scienceforyou.ru
Тест ЕГЭ по химии. Гидроксиды и Кислоты. Ответы.
Характерные химические свойства оснований, и амфотерных гидроксидов. Характерные химические свойства кислот.
1. Гидроксид калия взаимодействует с каждым из двух веществ
1) NH3 и HCl 2) CO2 и CuCl2 3) H2SO4 и NaNO3 4) MgO и HNO3
2. Разбавленная хлороводородная кислота взаимодействует с каждым из двух веществ
1) медью и гидроксидом натрия
2) магнием и нитратом серебра
3) железом и оксидом кремния (IV)
4) свинцом и нитратом калия
3. С соляной кислотой взаимодействует
1) NaHCO3 2)Hg 3) SiO2 4) S
4. Реакция нейтрализации происходит при взаимодействии
1) Fe2O3 и HCl
2) Fe(OH)3 и HCl
3) FeCl3 и NaNCS
4) Fe и HCl
5. Гидроксид железа (II) взаимодействует с
1) азотной кислотой
2) оксидом кальция
3) сульфатом меди
4) аммиаком
6. Разбавленная серная кислота не взаимодействует с
1) гидроксидом кальция
2) оксидом меди (II)
3) цинком
4) оксидом углерода (IV)
7. С гидроксидом калия реагирует каждое из двух веществ
1) AlCl3 и H2S
2) CuO и Ba(OH)2
3) CaCO3 и NH3
4) K2SO4 и AlCl3
8. Гидроксид кальция реагирует с каждым из двух веществ
1) HCl и СО2
2) HNO3 и MgO
3) HCl и KOH
4) BaCl2 и NaOH
9. Гидроксид калия реагирует с
1) водой
2) щелочью
3) кислотой
4) кислотой и щелочью
10. Гидроксид кальция не взаимодействует
1) HCl 2) ZnS 3) CO2 4) HNO3
11. Гидроксид хрома (III) реагирует с каждым из двух веществ
1) СО2 и HCl
2) SiO2
и Cu(OH)23) NO и NaNO3
4) H2SO4 и NaOH
12. Реакция нейтрализации происходит между
1) |
цинком и соляной кислотой |
2) |
серной кислотой и хлоридом бария |
3) |
гидроксидом кальция и азотной кислотой |
4) |
гидроксидом натрия и сульфатом меди |
13 . С раствором серной кислоты взаимодействует каждое из двух веществ:
1) |
хлорид бария и оксид углерода (IV) |
2) |
магний и хлорид бария |
3) |
хлорид натрия и фосфорная кислота |
4) |
медь и гидроксид калия |
14. Гидроксид кальция реагирует с
1) |
Ba(NO3)2 |
2) |
KCl |
3) |
NH3·H2O |
4) |
Na 3PO4 |
15. Концентрированная азотная кислота в обычных условиях не взаимодействует с
1) |
магнием |
2) |
гидроксидом натрия |
3) |
железом |
4) |
оксидом магния |
16. При сливании водных растворов уксусной кислоты и гидроксида калия образуется
1) |
ацетат калия и водород |
2) |
карбонат калия и вода |
3) |
ацетат калия и вода |
4) |
карбид калия и углекислый газ |
17. Гидроксид натрия не реагирует с
1) |
Al(OH)3 |
2) |
ZnO |
3) |
H2SO4 |
4) |
Ba(OH)2 |
18. Разбавленная серная кислота реагирует с каждым из двух веществ:
1) |
Na2SiO3 и HNO3 |
2) |
Fe2O3 и KNO3 |
3) |
Ag и Cu(OH)2 |
4) |
Fe и Al2O3 |
19. Как гидроксид алюминия, так и соляная кислота могут взаимодействовать с
1) |
CuO |
2) |
H2SO4 |
3) |
CO2 |
4) |
NaOH |
20. Соляная кислота не взаимодействует ни с одним из двух веществ:
1) |
цинком и гидроксидом натрия |
2) |
медью и оксидом меди (II) |
3) |
ртутью и оксидом углерода (IV) |
4) |
магнием и аммиаком |
21. С каждым из перечисленных веществ: H2S, KOH, Zn
взаимодействует
1) |
Pb(NO3)2 |
2) |
ZnSO4 |
3) |
Na2CO3 |
4) |
HCl |
22. Разбавленная серная кислота может реагировать с каждым из двух веществ:
1) |
серой и магнием |
2) |
оксидом железа (II) и оксидом кремния (IV) |
3) |
гидроксидом калия и хлоридом калия |
4) |
нитратом бария и гидроксидом меди (II) |
23. С раствором серной кислоты взаимодействует каждое из двух веществ:
1) |
хлорид бария и оксид углерода (IV) |
2) |
магний и хлорид бария |
3) |
хлорид натрия и фосфорная кислота |
4) |
медь и гидроксид калия |
24. Концентрированная азотная кислота в обычных условиях не взаимодействует с
1) |
магнием |
2) |
гидроксидом натрия |
3) |
железом |
4) |
оксидом магния |
25. Раствор гидроксида натрия реагирует с каждым из веществ, указанных попарно
1) |
хлоридом железа (III) и углекислым газом |
2) |
оксидом железа (II) и соляной кислотой |
3) |
серной кислотой и карбонатом кальция |
4) |
оксидом цинка и хлоридом калия |
26. Гидроксид натрия не реагирует с
1) |
Al(OH)3 |
2) |
ZnO |
3) |
H2SO4 |
4) |
Ba(OH)2 |
27. Разбавленная серная кислота реагирует с каждым из двух веществ:
1) |
Na2SiO3 и HNO3 |
2) |
Fe2O3 и KNO3 |
3) |
Ag и Cu(OH)2 |
4) |
Fe и Al2O3 |
28. Как гидроксид алюминия, так и соляная кислота могут взаимодействовать с
1) |
CuO |
2) |
H2SO4 |
3) |
CO2 |
4) |
NaOH |
29. Соляная кислота не взаимодействует ни с одним из двух веществ:
1) |
цинком и гидроксидом натрия |
2) |
медью и оксидом меди (II) |
3) |
ртутью и оксидом углерода (IV) |
4) |
магнием и аммиаком |
30. Раствор гидроксида натрия не взаимодействует с
1) |
СО2 |
2) |
HСl |
3) |
SO2 |
4) |
MgO |
Ответы.
1-2, 2-2, 3-1, 4-2, 5-1, 6-4, 7-1, 8-1, 9-3, 10-2, 11-4, 12-3, 13-2, 14-4, 15-1, 16-3, 17-4, 18-4, 19-4, 20-3, 21-1, 22-4, 23-2, 24-3, 25-3, 26-4, 27-4, 28-4, 29-3, 30-4.
lib.repetitors.eu
Задания 6. Простые вещества. Характерные химические свойства.
Задание №1
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует без нагревания.
1) хлорид цинка
2) сульфат меди(II)
3) концентрированная азотная кислота
4) разбавленная соляная кислота
5) оксид алюминия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеОтвет: 24
Хлорид цинка относится к солям, а железо — к металлам. Металл реагирует с солью только в том случае, если он является более активным по сравнению с тем, который входит в состав соли. Определяется относительная активность металлов по ряду активности металлов (по-другому, ряду напряжений металлов). Железо в ряду активности металлов находится правее цинка, значит, оно менее активно и не способно вытеснить цинк из соли. То есть реакция железа с веществом №1 не идет.
Сульфат меди (II) CuSO4 будет реагировать с железом, так как железо находится левее меди в ряду активности, то есть является более активным металлом.
Концентрированная азотная, а также концентрированная серная кислоты не способны без нагревания реагировать с железом, алюминием и хромом в виду такого явления, как пассивация: на поверхности данных металлов под действием указанных кислот образуется нерастворимая без нагревания соль, выполняющая роль защитной оболочки. Тем не менее, при нагревании эта защитная оболочка растворяется и реакция становится возможной. Т.е. так как указано, что нагрева нет, реакция железа с конц. HNO3 не протекает.
Соляная кислота в независимости от концентрации относится к кислотам-неокислителям. С кислотами-неокислителями с выделением водорода реагируют металлы, стоящие в ряду активности левее водорода. К таким металлам как раз относится железо. Вывод: реакция железа с соляной кислотой протекает.
В случае металла и оксида металла реакция, как и в случае с солью, возможна, если свободный металл активнее того, что входит в состав оксида. Fe, согласно ряду активности металлов, менее активен, чем Al. Это значит, Fe с Al2O3 не реагирует.
Задание №2
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует бром.
1) азотная кислота
2) кислород
3) NaOH (водн.)
4) хлорид калия
5) иодид лития
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеОтвет: 35
strong>Пояснение:
Очевидно, что любая реакция простого вещества с любым другим веществом (веществами) является окислительно-восстановительной.
Бром (Br2) прежде всего следует рассматривать как вещество с сильными окислительными свойствами. Реакций, в которых свободный бром проявляет восстановительные свойства крайне мало (взаимодействие со фтором, диспропорционирование в щелочи).
1) Азотная кислота содержит два элемента в высших степенях окисления (водород +1 и азот +5), т.е., очевидно они окислены бромом быть не могут. Кислород же, имеющий степень окисления -2, не может быть окислен Br0 ввиду большей чем у брома электроотрицательности. Вывод реакция HNO3 с Br2 не протекает.
2) Кислород, хлор и бром — не реагируют между собой — все три указанных вещества могут проявлять практически только окислительные свойства и «не готовы» делиться электронами друг с другом. Вывод реакция O2 c Br2 не протекает.
3) NaOH (водн.). Из простых веществ с щелочами реагируют только Be, Zn, Al, Si, P, S и галогены. Бром — галоген, следовательно, реагирует с щелочью. При этом в зависимости от температуры несколько различаются продукты реакций:
2NaOH + Br2 = NaBrO + NaBr + H2O (на холоду)
6NaOH + 3Br2 t° > NaBrO3 + 5NaBr + 3H2O
4) Хлорид калия. Свободный галоген реагирует с галогенидом металла в том случае, если исходный свободный галоген более электроотрицателен (находится выше в таблице Менделеева). Бром находится в таблице ниже, чем хлор, следовательно, реагировать с хлоридом калия не будет.
5) Аналогично пункту 4. Бром находится в таблице выше йода, следовательно реагирует с иодидом лития, вытесняя свободный йод:
Br2 + 2LiI = I2 + 2LiBr
Задание №3
Из предложенного перечня веществ выберите два таких, с которыми в обычных условиях реагирует магний.
1) концентрированная серная кислота
2) хлорид бария
3) гидроксид натрия
4) нитрат цинка
5) сера
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеОтвет: 14
Пояснение:
1) Концентрированная серная кислота реагирует при обычных условиях практически со всеми металлами кроме платины, золота и пассивирующихся металлов (Cr, Fe, Al). Магний — сильный восстановитель, поэтому восстановит S+6 до минимальной степени окисления серы -2 (H2S):
5H2SO4(конц.) + 4Mg = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
2) Хлорид бария с магнием не реагирует так как барий более активный металл, чем магний.
3) С гидроксидом натрия магний не реагирует, т.к. с щелочами из металлов реагируют только Be,Zn,Al
4) С нитратом цинка магний реагирует, т.к. магний более активен чем цинк, т.е. находится левее цинка в ряду активности:
Mg + Zn(NO3)2 = Mg(NO3)2 + Zn
5) С серой магний реагирует, но только при нагревании. Без нагревания реакция не протекает. Практически все реакции между твердыми веществами требуют нагревания.
Задание №4
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых медь реагирует без нагревания.
1) разбавленная серная кислота
2) разбавленная азотная кислота
3) 10%-ная соляная кислота
4) раствор нитрата серебра
5) раствор нитрата железа (II)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеОтвет: 24
Пояснение:
Медь относится к малоактивным металлам (расположена в ряду активности правее водорода). В связи с этим не реагирует с растворами кислот-неокислителей. По этой причине не подходит вариант ответа 1 и 3. Азотная кислота в независимости от концентрации относится к кислотам окислителям, т.е. окисляет не водородом в степени окисления +1, а кислотообразующим элементом (азотом) в степени окисления +5. Это означает, что список металлов, с которыми может реагировать азотная кислота, распространяется не только на металлы, находящимися в ряду активности до водорода, но и на все металлы после (кроме платины и золота):
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Металл с солью может реагировать в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот который содержится в исходной соли. Поскольку медь более активна, чем серебро, то ее реакция с нитратом серебра возможна и протекает в соответствии с уравнением:
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
Поскольку медь менее активна, чем железо, то ее реакция с солями железа (II) невозможна.
Примечание: Соли железа (III) в отличие от солей железа (II) являются более сильными окислителями. По этой причине соли железа (III) могут реагировать не только с металлами левее Fe в ряду активности, но также и с некоторыми металлами после. Формально это противоречит правилу, однако, это не так, поскольку вытеснение свободного железа медью не происходит. Наблюдается лишь частичное восстановление железа (III) до меньшей степени окисления. Например: Cu + 2Fe+3Cl3 = CuCl2 + 2Fe+2Cl2 |
Задание №5
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых хром реагирует при комнатной температуре.
- 1. HCl (разб.)
- 2. H2O
- 3. H2SO4 (разб.)
- 4. N2
- 5. H2
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеОтвет: 13
Хром — металл, расположенный в ряду активности до водорода. По этой причине реагирует практически со всем кислотами, включая кислоты-неокислители. Среди представленного списка кислотами-неокислителями являются разбавленные растворы серной и соляной кислот. Обе реакции протекают по типу замещения с выделением водорода:чно Fe, Al). Реакция между пассивирующимися металлами и концентрированной серной или концентрированной азотной кислотами возможна лишь при сильном нагревании.
С водой из металлов реагируют при комнатной температуре только щелочные и щелочно-земельные металлы. Хром, будучи металлом средней активности (расположен между Al и H), реагирует с перегретым водяным паром в раскаленном состоянии, образуя оксид металла и водород.
Азот при комнатной температуре реагирует лишь с единственным металлом — литием.
Водород при комнатной температуре с металлами не реагирует. При нагревании водород способен реагировать с щелочными и щелочноземельными металлами.
Задание №6
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых железо реагирует при обычных условиях.
1) сера (кр.)
2) серная кислота (конц., хол.)
3) нитрат цинка (р-р)
4) нитрат меди (II) (р-р)
5) серная кислота (конц., гор.)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №7
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует бром.
1) фторид калия
2) иодид калия
3) хлорид калия
4) гидроксид меди (II)
5) гидроксид натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №8
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует кальций.
- 1. K2O
- 2. H2
- 3. BaCl2
- 4. H2O
- 5. Mg
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №9
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует фосфор.
1) концентрированная соляная кислота
2) разбавленная серная кислота
3) концентрированная азотная кислота
4) гидроксид меди (II)
5) гидроксид калия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №10
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует хлор.
1) хлорид железа (II)
2) хлорид железа (III)
3) фторид железа (III)
4) фторид натрия
5) бромид натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №11
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует сера.
- 1. Cl2
- 2. NaCl
- 3. HCl
- 4. H2
- 5. N2
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №12
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых цинк реагирует без нагревания.
- 1. CuSO4
- 2. MgCl2
- 3. Na2SO4
- 4. AgCl
- 5. AgNO3
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №13
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует кремний.
1) оксид магния
2) водород
3) кислород
4) гидроксид натрия
5) гидроксид алюминия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №14
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует водород.
- 1. Na
- 2. Cl2
- 3. NaOH
- 4. HCl
- 5. NaCl
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №15
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых хром реагирует без нагревания.
1) хлорид железа (III)
2) концентрированная серная кислота
3) разбавленная серная кислота
4) гидроксид цинка
5) гидроксид натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №16
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых азот может реагировать при нагревании.
1) натрий
2) водород
3) хлор
4) концентрированная серная кислота
5) концентрированная азотная кислота
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №17
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и водород, и хлор.
1) вода
2) аммиак
3) гидроксид кальция
4) металлический кальций
5) сера
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №18
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, в каждом из которых растворяются и железо, и медь.
1) серная кислота (разб., гор.)
2) серная кислота (конц., гор.)
3) серная кислота (конц., хол.)
4) серная кислота (разб., хол.)
5) азотная кислота (конц., гор.)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №19
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и сера, и хлор.
1) железо
2) азот
3) натрий
4) кислород
5) оксид углерода (IV)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №20
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагируют и алюминий, и фосфор.
1) хлор
2) кислород
3) водород
4) раствор хлорида железа (II)
5) раствор нитрата цинка
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №21
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует барий.
1) сера
2) гидроксид натрия
3) сульфат калия
4) хлорид кальция
5) водород
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №22
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует азот.
1) литий
2) водород
3) вода
4) соляная кислота
5) хлорид калия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №23
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует бром.
1) барий
2) соляная кислота
3) карбонат калия
4) азотная кислота (р-р)
5) фосфор
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №24
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует сера.
1) серная кислота (конц.)
2) гидроксид хрома(III)
3) карбонат натрия (р-р)
4) хлорид меди(II)
5) водород
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №25
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует хром.
1) гидроксид цинка
2) хлор
3) сульфат кальция (р-р)
4) соляная кислота
5) хлорид бария (р-р)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №26
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует хлор.
1) азотная кислота (конц.)
2) оксид кремния
3) гидроксид калия (р-р)
4) фосфат кальция
5) бромид натрия (р-р)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №27
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует водород.
1) сера
2) серная кислота (конц.)
3) хлорид кальция (р-р)
4) оксид меди (II)
5) гидроксид натрия (р-р)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
РешениеЗадание №28
Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует цинк.
1) сульфат магния (р-р)
2) хлорид алюминия (р-р)
3) гидроксид натрия (р-р)
4) азотная кислота (р-р)
5) гидроксид железа(II)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Решениеscienceforyou.ru
Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа).
Химические свойства меди
Медь (Cu) относится к d-элементам и расположена в IB группе периодической таблицы Д.И.Менделеева. Электронная конфигурация атома меди в основном состоянии записывается виде 1s22s22p63s23p63d104s1 вместо предполагаемой формулы 1s22s22p63s23p63d94s2. Другими словами, в случае атома меди наблюдается так называемый «проскок электрона» с 4s-подуровня на 3d-подуровень. Для меди, кроме нуля, возможны степени окисления +1 и +2. Степень окисления +1 склонна к диспропорционированию и стабильна лишь в нерастворимых соединениях типа CuI, CuCl, Cu2O и т. д., а также в комплексных соединениях, например, [Cu(NH3)2]Cl и [Cu(NH3)2]OH. Соединения меди в степени окисления +1 не имеют конкретной окраски. Так, оксид меди (I) в зависимости от размеров кристаллов может быть темно-красный (крупные кристаллы) и желтый (мелкие кристаллы), CuCl и CuI — белыe, а Cu2S — черно-синий. Более химически устойчивой является степень окисления меди, равная +2. Соли, содержащие медь в данной степени окисления, имеют синюю и сине-зеленую окраску.
Медь является очень мягким, ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью. Окраска металлической меди красно-розовая. Медь находится в ряду активности металлов правее водорода, т.е. относится к малоактивным металлам.
Взаимодействие с простыми веществами
с кислородом
В обычных условиях медь с кислородом не взаимодействует. Для протекания реакции между ними требуется нагрев. В зависимости от избытка или недостатка кислорода и температурных условий может образовать оксид меди (II) и оксид меди (I):
с серой
Реакция серы с медью в зависимости от условий проведения может приводить к образованию как сульфида меди (I), так и сульфида меди (II). При нагревании смеси порошкообразных Cu и S до температуры 300-400оС образуется сульфид меди (I):
При недостатке серы и проведении реакции при температуре более 400оС образуется сульфид меди (II). Однако, более простым способом получения сульфида меди (II) из простых веществ является взаимодействие меди с серой, растворенной в сероуглероде:
Данная реакция протекает при комнатной температуре.
с галогенами
С фтором, хлором и бромом медь реагирует, образуя галогениды с общей формулой CuHal2, где Hal – F, Cl или Br:
Cu + Br2 = CuBr2
В случае с йодом — самым слабым окислителем среди галогенов — образуется иодид меди (I):
С водородом, азотом, углеродом и кремнием медь не взаимодействует.
Взаимодействие со сложными веществами
с кислотами-неокислителями
Кислотами-неокислителями являются практически все кислоты, кроме концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации. Поскольку кислоты-неокислители в состоянии окислить только металлы, находящиеся в ряду активности до водорода; это означает, что медь с такими кислотами не реагирует.
с кислотами-окислителями
— концентрированной серной кислотой
С концентрированной серной кислотой медь реагирует как при нагревании, так и при комнатной температуре. При нагревании реакция протекает в соответствии с уравнением:
Поскольку медь не является сильным восстановителем, сера восстанавливается в данной реакции только до степени окисления +4 (в SO2).
— с разбавленной азотной кислотой
Реакция меди с разбавленной HNO3 приводит к образованию нитрата меди (II) и монооксида азота:
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
— с концентрированной азотной кислотой
Концентрированная HNO3 легко реагирует с медью при обычных условиях. Отличие реакции меди с концентрированной азотной кислотой от взаимодействия с разбавленной азотной кислотой заключается в продукте восстановления азота. В случае концентрированной HNO3 азот восстанавливается в меньшей степени: вместо оксида азота (II) образуется оксид азота (IV), что связано с большей конкуренцией между молекулами азотной кислоты в концентрированной кислоте за электроны восстановителя (Cu):
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
с оксидами неметаллов
Медь реагирует с некоторыми оксидами неметаллов. Например, с такими оксидами, как NO2, NO, N2O медь окисляется до оксида меди (II), а азот восстанавливается до степени окисления 0, т.е. образуется простое вещество N2:
В случае диоксида серы, вместо простого вещества (серы) образуется сульфид меди(I). Связано это с тем, что медь с серой, в отличие от азота, реагирует:
с оксидами металлов
При спекании металлической меди с оксидом меди (II) при температуре 1000-2000 оС может быть получен оксид меди (I):
Также металлическая медь может восстановить при прокаливании оксид железа (III) до оксида железа (II):
с солями металлов
Медь вытесняет менее активные металлы (правее нее в ряду активности) из растворов их солей:
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Также имеет место интересная реакция, в которой медь растворяется в соли более активного металла – железа в степени окисления +3. Однако противоречий нет, т.к. медь не вытесняет железо из его соли, а лишь восстанавливает его со степени окисления +3 до степени окисления +2:
Fe2(SO4)3 + Cu = CuSO4 + 2FeSO4
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
Последняя реакция используется при производстве микросхем на стадии травления медных плат.
Коррозия меди
Медь со временем подвергается коррозии при контакте с влагой, углекислым газом и кислородом воздуха:
2Cu + H2O + СО2 + О2 = (CuOН)2СO3
В результате протекания данной реакции медные изделия покрываются рыхлым сине-зеленым налетом гидроксокарбоната меди (II).
Химические свойства цинка
Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d104s2. Для цинка возможна только одна единственная степень окисления, равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)2 обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.
Цинк при хранении на воздухе тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида ZnO. Особенно легко окисление протекает при высокой влажности и в присутствии углекислого газа вследствие протекания реакции:
2Zn + H2O + O2 + CO2 → Zn2(OH)2CO3
Пар цинка горит на воздухе, а тонкая полоска цинка после накаливания в пламени горелки сгорает в нем зеленоватым пламенем:
При нагревании металлический цинк также взаимодействует с галогенами, серой, фосфором:
С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует.
Цинк реагирует с кислотами-неокислителями с выделением водорода:
Zn + H2SO4 (20%) → ZnSO4 + H2↑
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Особенно легко растворяется в кислотах технический цинк, поскольку содержит в себе примеси других менее активных металлов, в частности, кадмия и меди. Высокочистый цинк по определенным причинам устойчив к воздействию кислот. Для того чтобы ускорить реакцию, образец цинка высокой степени чистоты приводят в соприкосновение с медью или добавляют в раствор кислоты немного соли меди.
При температуре 800-900oC (красное каление) металлический цинк, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействует с перегретым водяным паром, выделяя из него водород:
Zn + H2O = ZnO + H2↑
Цинк реагирует также и с кислотами-окислителями: серной концентрированной и азотной.
Цинк как активный металл может образовывать с концентрированной серной кислотой сернистый газ, элементарную серу и даже сероводород.
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O
Состав продуктов восстановления азотной кислоты определяется концентрацией раствора:
Zn + 4HNO3(конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Zn + 8HNO3(40%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
4Zn +10HNO3(20%) = 4Zn(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O
5Zn + 12HNO3(6%) = 5Zn(NO3)2 + N2↑ + 6H2O
4Zn + 10HNO3(0,5%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
На направление протекания процесса влияют также температура, количество кислоты, чистота металла, время проведения реакции.
Цинк реагирует с растворами щелочей, при этом образуются тетрагидроксоцинкаты и водород:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑
Zn + Ba(OH)2 + 2H2O = Ba[Zn(OH)4] + H2↑
С безводными щелочами цинк при сплавлении образует цинкаты и водород:
В сильнощелочной среде цинк является крайне сильным восстановителем, способным восстанавливать азот в нитратах и нитритах до аммиака:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O → 4Na2[Zn(OH)4] + NH3↑
Благодаря комплексообразованию цинк медленно растворяется в растворе аммиака, восстанавливая водород:
Zn + 4NH3·H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ + 2H2O
Также цинк восстанавливает менее активные металлы (правее него в ряду активности) из водных растворов их солей:
Zn + CuCl2 = Cu + ZnCl2
Zn + FeSO4 = Fe + ZnSO4
Химические свойства хрома
Хром — элемент VIB группы таблицы Менделеева. Электронная конфигурация атома хрома записывается как 1s 22s 22p 63s 23p63d54s1, т.е. в случае хрома, также как и в случае атома меди, наблюдается так называемый «проскок электрона»
Наиболее часто проявляемыми степенями окисления хрома являются значения +2, +3 и +6. Их следует запомнить, и в рамках программы ЕГЭ по химии можно считать, что других степеней окисления хром не имеет.
При обычных условиях хром устойчив к коррозии как на воздухе, так и в воде.
Взаимодействие с неметаллами
с кислородом
Раскаленный до температуры более 600 oС порошкообразный металлический хром сгорает в чистом кислороде образуя окcид хрома (III):
4Cr + 3O2 =ot=> 2Cr2O3
с галогенами
С хлором и фтором хром реагирует при более низких температурах, чем с кислородом (250 и 300 oC соответственно):
2Cr + 3F2 =ot=> 2CrF3
2Cr + 3Cl2 =ot=> 2CrCl3
С бромом же хром реагирует при температуре красного каления (850-900 oC):
2Cr + 3Br2 =ot=> 2CrBr3
с азотом
С азотом металлический хром взаимодействует при температурах более 1000 oС:
2Cr + N2 =ot=> 2CrN
с серой
С серой хром может образовывать как сульфид хрома (II) так и сульфид хрома (III), что зависит от пропорций серы и хрома:
Cr + S =ot=> CrS
2Cr + 3S =ot=> Cr2S3
С водородом хром не реагирует.
Взаимодействие со сложными веществами
Взаимодействие с водой
Хром относится к металлам средней активности (расположен в ряду активности металлов между алюминием и водородом). Это означает, что реакция протекает между раскаленным до красного каления хромом и перегретым водяным паром:
2Cr + 3H2O =ot=> Cr2O3 + 3H2↑
Взаимодействие с кислотами
Хром при обычных условиях пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами, однако, растворяется в них при кипячении, при этом окисляясь до степени окисления +3:
Cr + 6HNO3(конц.) =to=> Cr(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
2Cr + 6H2SO4(конц) =to=> Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является простое вещество N2:
10Cr + 36HNO3(разб) = 10Cr(NO3)3 + 3N2↑ + 18H2O
Хром расположен в ряду активности левее водорода, а это значит, что он способен выделять H2 из растворов кислот-неокислителей. В ходе таких реакций в отсутствие доступа кислорода воздуха образуются соли хрома (II):
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑
Cr + H2SO4(разб.) = CrSO4 + H2↑
При проведении же реакции на открытом воздухе, двухвалентный хром мгновенно окисляется содержащимся в воздухе кислородом до степени окисления +3. При этом, например, уравнение с соляной кислотой примет вид:
4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O
При сплавлении металлического хрома с сильными окислителями в присутствии щелочей хром окисляется до степени окисления +6, образуя хроматы:
Химические свойства железа
Железо Fe, химический элемент, находящийся в VIIIB группе и имеющий порядковый номер 26 в таблице Менделеева. Распределение электронов в атоме железа следующее 26Fe1s22s22p63s23p63d64s2, то есть железо относится к d-элементам, поскольку заполняемым в его случае является d-подуровень. Для него наиболее характерны две степени окисления +2 и +3. У оксида FeO и гидроксида Fe(OH)2 преобладают основные свойства, у оксида Fe2O3 и гидроксида Fe(OH)3 заметно выражены амфотерные. Так оксид и гидроксид железа (lll) в некоторой степени растворяются при кипячении в концентрированных растворах щелочей, а также реагируют с безводными щелочами при сплавлении. Следует отметить что степень окисления железа +2 весьма неустойчива, и легко переходит в степень окисления +3. Также известны соединения железа в редкой степени окисления +6 – ферраты, соли не существующей «железной кислоты» H2FeO4. Указанные соединения относительно устойчивы лишь в твердом состоянии, либо в сильнощелочных растворах. При недостаточной щелочности среды ферраты довольно быстро окисляют даже воду, выделяя из нее кислород.
Взаимодействие с простыми веществами
С кислородом
При сгорании в чистом кислороде железо образует, так называемую, железную окалину, имеющую формулу Fe3O4 и фактически представляющую собой смешанный оксид, состав которого условно можно представить формулой FeO∙Fe2O3. Реакция горения железа имеет вид:
3Fe + 2O2 =to=> Fe3O4
С серой
При нагревании железо реагирует с серой, образуя сульфид двухвалентого железа:
Fe + S =to=> FeS
Либо же при избытке серы дисульфид железа:
Fe + 2S =to=> FeS2
С галогенами
Всеми галогенами кроме йода металлическое железо окисляется до степени окисления +3, образуя галогениды железа (lll):
2Fe + 3F2 =to=> 2FeF3 – фторид железа (lll)
2Fe + 3Cl2 =to=> 2FeCl3 – хлорид железа (lll)
2Fe + 3Br2 =to=> 2FeBr3 – бромид железа (lll)
Йод же, как наиболее слабый окислитель среди галогенов, окисляет железо лишь до степени окисления +2:
Fe + I2 =to=> FeI2 – йодид железа (ll)
Следует отметить, что соединения трехвалентного железа легко окисляют иодид-ионы в водном растворе до свободного йода I2 при этом восстанавливаясь до степени окисления +2. Примеры, подобных реакций из банка ФИПИ:
2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl
2Fe(OH)3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 6H2O
Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O
С водородом
Железо с водородом не реагирует (с водородом из металлов реагируют только щелочные металлы и щелочноземельные):
Взаимодействие со сложными веществами
Взаимодействие с кислотами
С кислотами-неокислителями
Так как железо расположено в ряду активности левее водорода, это значит, что оно способно вытеснять водород из кислот-неокислителей (почти все кислоты кроме H2SO4 (конц.) и HNO3 любой концентрации):
Fe + H2SO4 (разб.) = FeSO4 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Нужно обратить внимание на такую уловку в заданиях ЕГЭ, как вопрос на тему того до какой степени окисления окислится железо при действии на него разбавленной и концентрированной соляной кислоты. Правильный ответ – до +2 в обоих случаях.
Ловушка здесь заключается в интуитивном ожидании более глубокого окисления железа (до с.о. +3) в случае его взаимодействия с концентрированной соляной кислотой.
Взаимодействие с кислотами-окислителями
С концентрированными серной и азотной кислотами в обычных условиях железо не реагирует по причине пассивации. Однако, реагирует с ними при кипячении:
2Fe + 6H2SO4 = ot=> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 6HNO3 =ot=> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Обратите внимание на то, что разбавленная серная кислота окисляет железо до степени окисления +2, а концентрированная до +3.
Коррозия (ржавление) железа
На влажном воздухе железо весьма быстро подвергается ржавлению:
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3
С водой в отсутствие кислорода железо не реагирует ни в обычных условиях, ни при кипячении. Реакция с водой протекает лишь при температуре выше температуры красного каления (>800 оС). т.е.:
scienceforyou.ru