Раздел: Неорганическая химия

Металлы

Статья

Не изучено

С точки зрения химических свойств металлы делятся на три группы: активные металлы, металлы средней активности, неактивные (тяжелые) металлы.

Неактивные металлы — металлы правее водорода в ряду активности металлов. Граница же между активными металлами и металлами средней активности в неорганике уже не такая четкая. Только в электролизе Al это четко последний активный металл.

Точно являются активными щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) и щелочно-земельные (Ca, Sr, Ba, Ra) металлы. Магний и алюминий чаще всего считаются уже металлами средней активности.

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜

Общие для всех металлов свойства

С кислотами неокислителями взаимодействуют только металлы левее водорода:

Zn + HCl → ZnCl₂ +H₂

С кислотами окислителями (HNO₃ и концентрированная H₂SO₄) взаимодействуют почти все металлы кроме самых неактивных (Au, Pt). Чтобы понять, во что восстановится кислота, смотри статьи по соединениям серы и азота:

Cu + HNO₃(конц) → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O

Fe + H₂SO₄(конц) → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

Со щелочами взаимодействуют только Zn и Al:

Al + KOH + H₂O → K[Al(OH)₄] + H₂

Zn + KOH + H₂O → K₂[Zn(OH)₄] + H₂

Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. Щелочные и щелочно-земельные металлы в эту реакцию не вступают, так как прореагируют с водой:

Zn + CuCl₂ → ZnCl₂ + Cu

С оксидами металлов в ЕГЭ реагируют алюминий (алюмотермия) и магний (магнийтермия). При этом надо брать оксид металла, расположенного правее алюминия или магния в ряду активности металлов:

Al + Cr₂O₃ → Cr + Al₂O₃

Из оксидов неметаллов попадалось окисление металлов с помощью NO₂ и CO₂:

Zn + NO₂→ ZnO + N₂

Cu + NO₂ → CuO + N₂

Zn + CO₂ → ZnO + CO

Mg + CO₂ → MgO + C

Щелочные и щелочно-земельные металлы реагируют с водой активно и со взрывом:

Na + H₂O → NaOH + H₂

Металлы средней активности могут реагировать с водой при нагревании и после удаления с поверхности металла оксидной пленки. Но в ЕГЭ такое практически не попадается:

Al + H₂O → Al(OH)₃ + H₂

Алюминий

После удаления с поверхности оксидной пленки алюминий активно взаимодействует с водой:

Al + H₂O → Al(OH)₃ + H₂

Алюмотермия:

Cr₂O₃ + Al → Cr + Al₂O₃

Сплавление оксида алюминия с карбонатами щелочных металлов:

Al₂O₃ + Na₂CO₃ → NaAlO₂ + CO₂

Взаимодействие со щелочами:

Al + KOH + H₂O → K[Al(OH)₄] + H₂

Хром

При окислении соединений Cr⁺³ в щелочной среде образуются хроматы, так как они устойчивы в щелочной среде:

Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaNO₂ + H₂O

В щелочной среде дихроматы переходят в хроматы:

Na₂Cr₂O₇ + NaOH → Na₂CrO₄ + H₂O

В кислой среде хроматы переходят в дихроматы:

Na₂CrO₄ + H₂SO₄→ Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Окисление дихроматом в кислой среде:

K₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

Окисление водным раствором дихромата:

K₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂O → Cr(OH)₃ + K₂SO₄ + KOH

Сплавление Cr₂O₃ с карбонатами:

Cr₂O₃ + Na₂CO₃ → NaCrO₂ + CO₂

Марганец

При окислении в кислой среде перманганат восстанавливается до Mn²⁺:

K₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

При окислении в нейтральной среде перманганат восстанавливается до MnO₂, а также образуется щелочь:

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂O → K₂SO₄ + MnO₂ + KOH

При окислении в щелочной среде перманганат восстанавливается до манганата:

KMnO₄ + K₂SO₃ + KOH → K₂SO₄ + K₂MnO₄ + H₂O

Железо

Окисление соединений Fe⁺² или Fe⁺³ хлором или бромом в щелочной среде:

Fe₂O₃ + Br₂ + NaOH → Na₂FeO₄ + NaBr + H₂O

При окислении в кислой среде феррат восстанавливается до Fe⁺³:

Na₂SO₃ + Na₂FeO₄ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

Если в реакции участвуют соединения Fe⁺², то надо внимательно следить за тем, нет ли взаимодействия с окислителями и окисления до Fe⁺³:

FeS + HCl → FeCl₂ + H₂S — т.к. HCl кислота неокислитель

FeS + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O — т.к. HNO₃ кислота окислитель

Кислоты окислители окисляют Fe до Fe⁺³, а кислоты неокислители только до Fe⁺²:

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ — т.к. HCl кислота неокислитель

Fe + HNO₃(конц) → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O — т.к. HNO₃ кислота окислитель

Fe₃O₄ — смесь FeO и Fe₂O₃, поэтому при взаимодействии с кислотой неокислителем образуются одновременно соединения Fe⁺² и Fe⁺³:

Fe₃O₄ + HCl → FeCl₂ + FeCl₃ + H₂O

Соли Fe⁺³ могут окислять некоторые металлы. Не перепутай это с вытеснением:

FeCl₃ + Cu → FeCl₂ + CuCl₂

Медь

Cu⁺² это окислитель, про который все забывают:

CuCl₂ + KI → CuI + I₂ + KCl
В этой реакции нельзя писать CuCl вместо CuI. И CuCl, и CuI нерастворимы, но CuI во много раз более нерастворим, чем CuCl, поэтому именно CuI выпадет в осадок.