Експериментуємо. Досліджуємо хімічні властивості металів

• До змісту відповідей

ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ. ДОСЛІД 1

Який зовнішній ефект свідчить про перебіг хімічної реакції?

Зовнішнім ефектом, що свідчить про перебіг реакції, є зміна кольору мідної дротини з червонуватого на чорний внаслідок утворення на її поверхні шару оксиду.

Складіть рівняння реакції металу з киснем повітря.

Рівняння реакції окиснення міді киснем повітря під час нагрівання:
$2Cu + O_2 = 2CuO$

Зазначте речовину-окисник і речовину-відновник.

У цій реакції мідь ($Cu$) є відновником, а кисень ($O_2$) — окисником.

ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ. ДОСЛІД 2

Чи помічаєте зміни в пробірках?

До моменту нагрівання видимих змін у пробірках із міддю, залізом та йодною настоянкою не спостерігається, оскільки за кімнатної температури реакція відбувається надто повільно.

Що спостерігаєте?

Після нагрівання вмісту пробірок спостерігається поступове знебарвлення або зміна інтенсивності забарвлення розчину йоду, що вказує на його хімічну взаємодію з металами.

ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ

Складіть хімічні рівняння.

Для досліду 1 (окиснення міді):
$2Cu + O_2 = 2CuO$

Для досліду 2 (взаємодія з галогеном — йодом):
$2Cu + I_2 = 2CuI$
$Fe + I_2 = FeI_2$

Для досліду 3 (взаємодія з кислотою):
$Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2\uparrow$
$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$

Для досліду 4 (взаємодія із сіллю):
$Zn + CuCl_2 = ZnCl_2 + Cu$
$Fe + CuCl_2 = FeCl_2 + Cu$

Укажіть процеси окиснення і відновлення.

У реакції міді з йодом:
Процес окиснення: $Cu^0 - 1e^- \rightarrow Cu^+$
Процес відновлення: $I_2^0 + 2e^- \rightarrow 2I^-$

У реакції заліза з йодом:
Процес окиснення: $Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$
Процес відновлення: $I_2^0 + 2e^- \rightarrow 2I^-$

Що спостерігаєте?

У досліді з кислотою спостерігається інтенсивне виділення бульбашок безбарвного газу (водню) в пробірках із магнієм та цинком. У досліді з купрум(II) хлоридом на поверхні цинку та заліза з’являється пухкий наліт червоного кольору, що свідчить про виділення чистої міді.

Який метал найактивніше реагує з кислотою?

Найактивніше з хлоридною кислотою реагує магній, оскільки в цій пробірці виділення водню відбувається найінтенсивніше. Це відповідає положенню магнію в ряду активності металів (лівіше від цинку та заліза).

Чи помічаєте зміни в пробірках?

Так, у другому досліді після нагрівання бурий колір йоду поступово зникає внаслідок утворення йодидів. У третьому досліді під час нагрівання пробірки з міддю та кислотою змін не відбувається, оскільки мідь стоїть у ряду активності після водню і не витісняє його з кислот.

ДОСЛІД 3

Напишіть рівняння реакцій.

Магній та цинк взаємодіють із хлоридною кислотою з виділенням газу, а мідь не реагує з нею:
$Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2\uparrow$
$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$
$Cu + HCl \neq \text{реакція не відбувається}$

Чи узгоджується результат досліду з розміщенням металів у ряду активності?

Результат досліду повністю узгоджується з положенням металів у ряду активності (ряд Бекетова). Магній і цинк розташовані ліворуч від водню ($H_2$), тому вони витісняють його з розчинів кислот, причому магній реагує активніше, оскільки розташований лівіше від цинку. Мідь розміщена після водню, тому вона не взаємодіє з хлоридною кислотою.

ДОСЛІД 4

Опишіть зовнішні ефекти реакцій і складіть хімічні рівняння.

У ході реакції на поверхні цинку та заліза випадає осад міді червоно-бурого кольору. Синє (або блакитне) забарвлення розчину купрум(II) хлориду в пробірці з цинком поступово зникає (утворюється безбарвний $ZnCl_2$), а в пробірці із залізом змінюється на блідо-зеленкувате через утворення солі феруму(II).

Хімічні рівняння реакцій:
$Zn + CuCl_2 = ZnCl_2 + Cu$
$Fe + CuCl_2 = FeCl_2 + Cu$