Лабораторная работа по металлам

Обновлено: 27.04.2024

Предлагаем студентам экспериментально изучить химические свойства ме-таллов разной активности и сделать вывод о связи между положением метал-ла в ряду и его реакционной способностью. По ходу выполнения опытов уча щиеся заполняют таблицу в тетрадях для практических работ.

Вложение	Размер
lab_rab_no6resh.eksp_.zad_._po_teme_metally_variant1svoystva_me.docx	31.06 КБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Лабораторная работа № 6

Тема: Общие свойства металлов.

Дидактическая цель: создать условия для применения студентами знаний и умений в знакомых и новых учебных ситуациях.

Образовательные цели : на практике познакомить учащихся с химическими свойствами металлов разной активности; установить связь между положени-ем металла в ряду активности и его химическими свойствами; повторить типы химических реакций.

Развивающие цели : развивать общеучебные умения и навыки (заполнение таблицы, грамотное проведение эксперимента, моделирование процесса, вы-деление главного), внимание, мышление (прогнозирование продуктов реак-ции); продолжить формирование умения записывать уравнения химических реакций.

Воспитательные : развивать навыки общения в группе

Основные правила безопасности при выполнении эксперимента

Содержите свое рабочее место в чистоте и порядке, работайте внимательно и аккуратно.
Соблюдайте тишину, не отвлекайте товарищей.
Не пейте и не принимайте пищу в лаборатории.
Приступайте к выполнению задания только тогда, когда четко уяснили цели, задачи и ход проведения эксперимента, строго следуйте всем ука-заниям преподавателя.
Осмыслите основные этапы проведения опыта. Проверьте наличие не-обходимого оборудования и реактивов на рабочем месте перед началом работы.
Сухие вещества берите шпатылем, жидкие реактивы набирайте пипет-кой; наливая жидкость из склянки, держите емкость этикеткой к ладони. Категорически запрещается брать реактивы руками.
НЕ сливайте инее ссыпайте ошибочно взятый избыток какого-либо ре-актива в ту емкость, из которой он был взят.
Не пробуйте вещества на вкус.
При попадании на кожу кислот смойте их большим количеством воды и обработайте пораженное место нейтрализующим веществом (5%-10%

-ным раствором соды).

10. При попадании реактивов на одежду смойте их большим количеством воды и используйте нейтрализующее средство по указанию учителя для каждого конкретного случая.

11.После окончания работы сдайте рабочее место преподавателю или дежур- ному студенту.

Предлагаем студентам вопросы:

1.Что такое ряд активности?

2.По какому принципу металлы расположены в этом ряду?

3.Какие химические свойства характерны для металлов, стоящих в этом ряду активности до водорода и после него?

4.Какие признаки металлов вам известны?

5.Где находятся металлы в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева?

6.Что такое химическая реакция?

7.Какие типы химических реакций вам известны?

Предлагаем студентам экспериментально изучить химические свойства ме-таллов разной активности и сделать вывод о связи между положением метал-ла в ряду и его реакционной способностью. По ходу выполнения опытов уча щиеся заполняют таблицу в тетрадях для практических работ.

Результаты изучения некоторых химических свойств металлов разной активности

Организуем в группах выполнение химического эксперимента. Предлагаем инструкцию.

Инструкция по выполнению работы

В пробирку с порошкообразным железом аккуратно добавьте несколь-ко капель соляной кислоты. Наблюдайте происходящее явление и за-полните табдицу. Какой газ при этом выделился? О чем это свидетель-ствует?
В пробирку аккуратно налейте несколько миллилитров раствора суль-фата меди (||), добавьте гранулу цинка, наблюдайте появление красного налета на поверхности цинка. Заполните таблицу.
К медным стружкам аккуратно прилейте несколько капель соляной кислоты. Если признаки протекания реакции? Заполните таблицу.
Наблюдайте опыт, демонстрируемый преподавателем: взаимодействие кусочка лития с водой. Обратите внимание на выделение газа. Заполните таблицу.
Сделайте общий вывод.

Студенты в группах проводят опыты, иллюстрирующие свойства металлов: взаимодействие с кислотами и солями. При этом они применяют знания в знакомой ситуации (пункты 1,2 инструкции), в измененной (пункт3) и в новой (пункт 4,5). Заполняют таблицу и формулируют выводы.

Информация о домашнем задании и рефлексия

Закончить уравнения реакций, написать их в ионном виде:

Вопрос : как связано положение металла в ряду активности с его природой и химическими свойствами?

Оценка лабораторных работ производится по следующим критериям:

Оценка 5 ставится, если учащийся самостоятельно выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведе-ния опытов, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдает требования правил безопасного труда; в отчете правильно и акку-ратно выполняет все записи, оформляет таблицу, делает выводы, отвечает на вопросы.

Оценка 4 ставится, если выполнены требования к оценке 5, но были допущены два-три ошибки в написании уравнений реакций.

Оценка 3 ставится, если студент правильно понимает химическую сущность рассматриваемых явлений и закономерностей, но в ответе имеются пробелы, не препятствующие дальнейшему усвоению материала. Работа выполнена не полностью.

Оценка 2 ставится, если студент не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил много ошибок. Работа выполнена не полностью и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов; если опыты, наблюдения производились неправильно.

Оценка 1 ставится, если учащимся совсем не выполнил работу.

Во всех случаях оценка снижается, если ученик не соблюдал требований правил безопасного труда.

Перечень ошибок

1. Незнание определений основных понятий, законов, правил, основных положений теории, формул, общепринятых символов обозначения химичес-ких знаков, физических величин, единиц их измерения.

2. Неумение выделять в ответе главное.

3. Неумение применять знания для написания уравнений реакций, решения задач и объяснения физических и химических явлений решения.

5. Неумение провести опыт, написать уравнения химических реакций. необходимые расчеты или использовать полученные данные для выводов.

6. Небрежное отношение к лабораторному оборудованию.

8. Нарушение требований правил безопасного труда при выполнении эксперимента.

1. Неточности формулировок, определении, понятий, законов, теорий, вызванные неполнотой охвата основных признаков определяемого понятия; ошибки, вызванные несоблюдением условий проведения опыта или измерений.

2. Ошибки в условных обозначениях.

3. Пропуск или неточное написание наименований единиц физических величин.

Лабораторная работа по теме "Металлы"

Вниманию педагогов представлена подборка инструкций для проведения лабораторных работ по теме «Металлы». Предложенные лабораторные работы целесообразно проводить по группам, т. е. каждая группа получает свой вариант задания для проведения опытов. После проведения лабораторных работ проводится семинар, на котором обучающиеся предоставляют отчет о выполнении своих заданий лабораторных опытов.

Оценить

Лабораторная работа

Тема: изучение свойств железа и его соединений

Концентрированная HNO ₃

Раствор NaOH или KOH

Опыт № 1. Взаимодействие железа с разбавленными кислотами.

Исследуйте отношение железа к разбавленным кислотам

Составьте уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном виде

Опыт № 2. Пассивирование железа.

Две железные пластинки очистите наждачной бумагой. Протравите в концентрированной соляной кислоте, промойте водой и осушите фильтровальной бумагой. Одну из пластинок погрузите в пробирку с концентрированной серной или азотной кислотой на 1 – 2 мин. Затем осторожно выньте пластинку и промойте водой. Обе пластинки поместите в раствор сульфата меди( II ).

Объясните различное отношение железных пластинок к раствору сульфата меди( II ). Составьте уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте определение явлению пассивирования.

Опыт № 3. Восстановительные свойства соединений железа.

К раствору соединения железа ( II ), подкисленного разбавленной серной кислотой, в отдельных пробирках прилейте растворы KMnO ₄ и K ₂ Cr ₂ O ₇.

Опишите наблюдаемые явления. Составьте соответствующие уравнения реакций. Определите окислитель и восстановитель.

Опыт № 4. Гидролиз солей железа ( III ).

Кристаллы Fe ( NO ₃)₃ . 6 H ₂ O или KFe ( SO ₄)₂ . 12 H ₂ O растворите в воде. Отметьте окраску раствора. Раствор разделите на три пробирки. В первую прилейте разбавленную серную кислоту, во вторую раствор щелочи, третью – нагрейте.

Опишите наблюдаемые явления. Составьте уравнения гидролиза и реакций с кислотой и щелочью при нагревании.

Сделайте вывод о химических свойствах железа на основе проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для железа и его соединений?

Тема: изучение свойств цинка и его соединений

Zn (гранулы и порошок)

Опыт № 1. Взаимодействие цинка с разбавленными кислотами.

В пробирки положите гранулы цинка и добавьте соответственно растворы соляной, серной и азотной кислот. Пробирки можно слегка подогреть.

Составьте уравнения проведенных реакций, определите в них окислитель и восстановитель.

Опыт № 2. Взаимодействие цинка с раствором щелочи.

К порошку цинка прилейте раствор щелочи и осторожно нагрейте.

Объясните наблюдаемые явления. Составьте соответствующие уравнения реакций. Определите окислитель и восстановитель.

Опыт № 3. Получение гидроксида цинка и доказательство его амфотерных свойств.

В пробирку с раствором нитрата цинка добавьте раствор щелочи до прекращения образования осадка. Осадок отделите фильтрованием и разделите на две пробирки. В первую добавьте раствор кислоты, во вторую – раствор щелочи.

Опишите наблюдаемые явления. Составьте соответствующие уравнения реакций.

Сделайте вывод о химических свойствах цинка и его соединений на основе проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для цинка?

Тема: изучение свойств меди и ее соединений

Концентрированная H ₂ SO ₄

NaNO ₃ кристаллический

Опыт № 1. Получение химическим восстановлением из раствора меди

Погрузите в раствор сульфата меди ( II ) предварительно очищенную наждачной бумагой и промытую водой железную пластинку. Через 5 мин выньте пластинку.

Опишите наблюдаемые явления. По каким признакам можно судить, что произошла химическая реакция. Какими еще металлами можно пользоваться для вытеснения меди из растворов ее солей. Составьте уравнения проведенных реакций.

Опыт № 2. Окисление меди кислородом воздуха.

Медную проволоку очистите наждачной бумагой, закрепите в держателе и прокалите в пламени спиртовки.

Составьте соответствующие уравнения реакций. Отметьте цвет исходного и полученного вещества.

Опыт № 3. Взаимодействие меди с кислотами.

А) Взаимодействие меди с серной кислотой. В две пробирки положите кусочки медной проволоки, добавьте в первую пробирку концентрированную серную кислоту, во вторую – разбавленную серную кислоту. Пробирки нагрейте.

Б) В пробирки поместите кусочки медной проволоки, добавьте кристаллический нитрат натрия и концентрированную серную кислоту (для получения концентрированной азотной кислоты). Пробирки слегка подогрейте.

Опишите наблюдаемые явления. По каким признакам можно судить о том, что в опыте Б произошла химическая реакция? Составьте соответствующие уравнения реакций, определите окислитель и восстановитель.

Сделайте вывод о химических свойствах меди на основе проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для меди?

Тема: изучение свойств щелочных металлов и их соединений

Пробка с газоотводной трубкой

Чашка для выпаривания

Индикаторы (лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый)

Насыщенный раствор NaCl

Насыщенный раствор K ₂ CO ₃

Опыт № 1. Взаимодействие натрия с водой

Кусочек натрия размером в ½ горошины очистить от налета оксида, аккуратно бросить в широкий стакан, заполненный до половины водой. После окончания реакции добавить в стакан несколько капель индикатора фенолфталеина.

Составьте уравнение проведенной реакции. Объясните, почему произошло изменение окраски индикатора.

Опыт № 2. Соединения натрия. Получение гидрокарбоната натрия.

Смешайте в стакане насыщенные растворы хлорида натрия и карбоната калия. Через раствор пропускайте углекислый газ (полученный в ходе реакции между карбонатом кальция и раствором соляной кислоты) до прекращения выделения осадка. Полученный осадок отделите и высушите в фарфоровой чашке. Небольшое количество полученной соли растворите в воде, разделите раствор на три пробирки и исследуйте его на действие индикаторов.

Составьте соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Объясните изменение окраски индикаторов.

Опыт № 3. Получение карбоната натрия.

Гидрокарбонат натрия, полученный в предыдущем опыте, прокалите в фарфоровом тигле до прекращения выделения водяных паров. Продукт охладите, растворите в воде и испытайте раствор индикаторами.

Составьте соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Объясните изменение окраски раствора под действием индикаторов. Сравните характер гидролиза гидрокарбоната и карбоната натрия.

Сделайте вывод о химических свойствах щелочных металлов на основе проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для металлов I группы главной подгруппы и их соединений?

Тема: изучение свойств гидроксидов

Опыт № 1. Получение гидроксида алюминия

Из предложенных реактивов получите гидроксид алюминия и исследуйте его отношение к растворам кислот и щелочей.

Сделайте вывод о химической природе гидроксида алюминия и составьте уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт № 2. Изучение свойств гидроксида железа ( III ).

Получите гидроксид железа ( III ) по обменной реакции и исследуйте его кислотно-основные свойства. При выяснении кислотных свойств возьмите очень небольшое количество свежеполученного гидроксида и концентрированный раствор щелочи и продолжительное время нагревайте.

Опишите наблюдаемые явления. Составьте соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт № 3. Гидроксид железа ( II ) и его свойства.

Получите гидроксид железа ( II ) по обменной реакции, пользуясь растворами, не содержащими растворенного кислорода (для приготовления последних следует пользоваться свежепрокипяченной водой, а полученные растворы прокипятить). Часть осадка используйте для установления кислотно-основных свойств гидроксида. Другую часть осадка оставьте на воздухе.

Объясните наблюдаемые явления. Составьте соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт № 4. Свойства гидроксида меди ( II ).

Получите гидроксид меди ( II ). Исследуйте его отношение к нагреванию, растворам кислот и концентрированного раствора щелочи при нагревании.

Сделайте вывод о химических свойствах гидроксидов.

Тема: изучение свойств щелочно-земельных металлов и их соединений.

Химический стакан (3 штуки)

Пробка с газоотводной трубкой (3 штуки)

Индикаторы (фенолфталеин, метиловый оранжевый, лакмус)

Кристаллический CaCO ₃

Кристаллический BaCO ₃

Кристаллический MgCO ₃

Опыт № 1. Взаимодействие кальция с водой

Кусочек кальция очистить от налета оксида, аккуратно бросить в широкий стакан, наполовину заполненный водой. После окончания реакции добавьте в жидкость несколько капель индикатора (фенолфталеина или метилового оранжевого).

Составьте уравнение реакции. Объясните, почему произошло изменение окраски индикатора.

Опыт № 2. Получение оксида бария разложением солей.

В отдельные пробирки с газоотводными трубками насыпьте карбонат и нитрат бария, нагрейте их в пламени спиртовки. Газообразные продукты отведите в стакан (вода + несколько капель лакмуса). Пронаблюдайте, в каком из стаканов быстрее произойдет изменение окраски индикатора.

Какая соль используется для получения оксида бария в лаборатории? Составьте уравнение практически осуществимой реакции. Почему произошло изменение окраски индикатора в одном из стаканов? Составьте уравнение этой реакции.

Опыт № 3. Сравнение термической устойчивости карбонатов.

В отдельные пробирки с газоотводными трубками поместите одинаковое количество карбонатов магния, кальция и бария. Газообразные продукты отведите в стакан с раствором гидроксида кальция до начала помутнения раствора.

Запишите уравнения реакций разложения карбонатов. Объясните последовательность помутнения растворов.

Сделайте вывод о химических свойствах щелочно-земельных металлов на основании проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для металлов II группы главной подгруппы и их соединений?

Тема: изучение свойств алюминия и его соединений.

Al проволока, пластинка, гранулы

Растворы HCl (1 : 2; 1 : 5; 1 : 10)

Растворы NaOH (1 : 2; 1 : 5; 1 : 10)

Опыт № 1. Пассивирование алюминия.

Алюминиевую пластинку пометите на 5 мин в 10%-ный раствор дихромата калия, раствор слейте и пластинку промойте. Затем испытайте действие на эту пластинку соляной кислоты.

Объясните уменьшение химической активности алюминия, обработанного раствором дихромата калия. Как пассивирование алюминия можно использовать в технике, народном хозяйстве и других областях?

Опыт № 2. Обнаружение оксидной пленки на поверхности алюминия.

В пламени спиртовки нагрейте до плавления алюминиевую проволоку, держа ее щипцами.

Объясните, почему расплавленный металл не отделяется от проволоки. Запишите уравнение реакции образования оксидной пленки на поверхности металла.

Опыт № 3. Отношение алюминия к кислотам и щелочам.

Гранулы алюминия поместите в растворы соляной кислоты и гидроксида натрия разной концентрации.

Почему алюминий взаимодействует с растворами кислот и щелочей с меньшей скоростью, чем другие металлы? Запишите уравнения реакций, в уравнениях реакций укажите те концентрации кислот и щелочей, при которых скорость реакции имеет большее значение.

Опыт № 4. Гидролиз солей алюминия.

К соли алюминия добавьте по каплям воду и наблюдайте, что при этом произойдет.

Запишите уравнение гидролиза соли алюминия в молекулярном и ионном виде, укажите реакцию среды. Сделайте вывод о явлениях, происходящих при гидролизе соли алюминия.

Сделайте вывод о химических свойствах алюминия на основании проделанных опытов. Какие химические свойства также характерны для алюминия и его соединений?

Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы

Учебная цель: ознакомление с основными видами металлов и сплавов, их физико-механическими свойствами и областью применения; изучение общей терминологии, принятой действующими стандартами на металлы и сплавы.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Обучающийся должен знать:

- положение металлов в Периодической системе химических элементов им. Д.И. Менделеева;

- физические свойства металлов;

- классификацию сплавов на основе черных (чугун и сталь) и цветных металлов;

- общие химические свойства металлов.

Обучающийся должен уметь:

- характеризовать металлы на основе их положения в Периодической системе химических элементов им. Д.И. Менделеева и особенности строения их атомов;

- использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы»

Тема «Металлы. Неметаллы»

Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы

Задачи практического занятия:

Закрепить теоретические знания о металлах и сплавах.

Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

Ознакомиться с коллекцией «Металлы и сплавы», систематизировать основные свойства материалов.

Ответить на вопросы для контроля.

Обеспеченность занятия:

Габриелян О.С. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов.  М.: Академия, 2015.  256 с.

Периодическая система химических элементов им. Д.И. Менделеева (приложение 1);

карта запасов железной руды России (приложение 2);

рисунок «Процесс выплавки чугуна» (приложение 3);

рисунок «Кислородный конвертер для выплавки стали» (приложение 4);

таблица «Типы кристаллических решеток» (приложение 5).

коллекция «Металлы и сплавы».

Тетрадь для практических и контрольных работ.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы

Металлы  группа элементов , в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск.

Свойства металлов, обусловлены наличием в их кристаллической решетке большого числа свободных электронов.

Обычно металлы применяют в виде сплавов. Металлический сплав представляет собой вещество, обладающее свойствами металлов и получаемое в результате взаимодействия двух или нескольких элементов.

Все металлы и сплавы можно разделить на черные (железо и сплавы на его основе) и цветные (все остальные металлы и сплавы).

Железо (Fе) блестящий серебристо-белый металл с сероватым оттенком, легко обрабатывается резанием и давлением. Его плотность 7,8 г/см 3 , температура плавления 1812 К. В чистом виде из-за низкой прочности практически не используется.

Добыча железной руды – одна из ведущих отраслей производственного комплекса в России. Карта запасов железной руды России представлена в приложении 2 Наша страна добывает только 5,6% от общей добычи руды в мире. Всего же мировые запасы составляют более 160 миллиардов тонн. По предварительным подсчётам, содержание чистого железа может доходить до 80 миллиардов тонн.

Чугун  сплав железа с углеродом (более 2,14%), некоторым количеством марганца, кремния, серы, а иногда другими элементами. Чугун более хрупок, чем сталь, он хуже сваривается, но обладает лучшими литейными свойствами. Поэтому изделия из чугуна получают исключительно литьем. Плотность чугуна 7-8 г/см 3 . Процесс выплавки чугуна представлен в приложении 3.

Но назначению и химическому составу чугуны разделяются на литейные, передельные, ковкие и. специальные.

Если из чугуна удалить часть углерода, понизив его содержание до 0,2  1,9%, полученный сплав будет называться сталью. Излишек углерода из чугуна «выжигают» с помощью кислорода в аппаратах, называемых конвертерами (приложение 4).

Сталь  сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами. Содержание углерода оказывает определенное влияние на свойства стали: с увеличением углерода возрастают, например, твердость, предел прочности сплава, но уменьшаются пластичность и ударная вязкость. Плотность стали 7,7-7,9 г/см 3 .

По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные. Углеродистая сталь наряду с железом и углеродом содержит марганец (до 1%) и кремний (до 0,4%), а также вредные примеси (серу, фосфор). В состав легированных сталей помимо указанных компонентов, входят легирующие элементы (хром, никель, титан и др.), повышающие качество сплавов.

Металлы – один из классов конструкционных материалов, характеризующийся определенным набором свойств.

К физическим свойствам металлов относят плотность, температуру плавления, цвет, блеск, непрозрачность, теплопроводность, электропроводность, тепловое расширение. По плотности металлы разделяют на легкие (до 3000 кг/м 3 ) и тяжелые (от 6000 кг/м 3 и выше); по температуре плавления  на легкоплавкие (до 973 К) и тугоплавкие (свыше 1173 К). Каждый металл или сплав обладает определенным, присущим ему цветом.

Из химических свойств металлов и их сплавов наиболее важными в производстве художественных изделий являются растворение (взаимодействие с кислотами и щелочами) и окисление (антикоррозийная стойкость, т.е. стойкость к воздействию окружающей среды  газов, воды и т.д.).

Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка атомов в них характеризуется определённым порядком – периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям. Этот порядок определяется понятием кристаллическая решетка.

Другими словами, кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.

Элементарная ячейка – элемент объема из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл.

Элементарная ячейка характеризует особенности строения кристалла.

В металлических материалах, как правило, формируются три типа кристаллических решеток: объемноцентрированная кубическая (ОЦК), гранецентрированная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ). Элементарные ячейки ОЦК, ГЦК и ГПУ решеток показаны в приложении 5.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

Перечислить общие свойства металлов.

Что называется сплавами?

Какие способы получения металлов Вы знаете?

Задания для лабораторного занятия:

Рассмотреть образцы из коллекции «Металлы и сплавы», изучить свойства образов и определить область применения.

Результаты изучения и наблюдения свойств и внешних признаков образцов записать в таблице 2.

Практическая работа №2 По теме: «Общие свойства металлов и их соединений».
методическая разработка по химии по теме

Практическая работа №2

По теме: «Общие свойства металлов и их соединений».

Цель работы: изучение химических свойств металлов и их соединений.

Закрепить знания о химических свойствах металлов: взаимодействие металлов с растворами кислот и солей.
Экспериментальным путем убедиться в различной химической активности металлов, доказать, что более активные металлы восстанавливают менее химически активные из водных растворов их солей.
Изучить общие свойства амфотерных гидроксидов.
Изучить общие свойства нерастворимых оснований.
Отработать навыки экспериментальной работы согласно правилам техники безопасности.

Краткие теоретические сведения.

Металлы в периодической системе находятся в I, II, III группах, в побочных подгруппах всех групп. Кроме того, металлами являются наиболее тяжелые элементы IV, V, VI и VII групп.

Особенностью строения атомов металлов является небольшое число электронов во внешнем электронном уровне, как правило, не превышающее трёх. Атомы металлов легко отдают электроны и являются хорошими восстановителями.

Металлы по их активности расположены в ряд, называемый электрохимическим рядом напряжений металлов.

Li Rb K Cs Ba Sr Ca Na Mg Be Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Au

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, могут вытеснять его из растворов кислот, а всякий металл, стоящий ближе к началу ряда, может вытеснять (восстанавливать) последующие из растворов их солей.

1.Металлы, расположенные в начале ряда - от лития до магния –восстанавливают водород из воды с образованием щелочи:

2Na + 2HOH  2NaOH + H 2 ↑.

2. Металлы менее активные (от марганца до железа), восстанавливая из воды водород, образуют оксиды:

3Fe + 4H 2 O  Fe 3 O 4 + 4H 2 ↑.

3.Металлы реагируют с кислотами. Взаимодействие металлов зависит от их активности (см. электрохимическим рядом напряжений металлов) и от концентрации кислоты:

а) кислоты HCl, H 3 PO 4 , H 2 SO 4(разб.) реагируют со всеми металлами (кроме Pb), которые стоят в ряду напряжений до водорода, при этом выделяется водород;

Zn + 2HCl  ZnCl 2 + H 2 ↑.

б) концентрированная H 2 SO 4 при нагревании реагирует со всеми металлами (кроме Pt и Au), при этом водород не выделяется; с тяжелыми (плотность > 5 г/ см 3 ) металлами образует газ SO 2 (оксид серы (IV)); с более активными легкими (плотность 3 ) металлами выделяется H 2 S (сероводород):

Cu +2H 2 SO 4 (конц)  CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2 ↑.

в) концентрированная НNO 3 c щелочными и щелочноземельными металлами образует газ N 2 O – оксид азота (IV), с другими тяжелыми металлами – оксид азота (IV) NO 2 :

Ca + 10HNO 3(конц.) → Ca(NO 3 ) 2 + N 2 O + 5 H 2 O

Cu + 4HNO 3(конц.) → Cu(NO 3 ) 2 + NO 2 + 2 H 2 O

г) разбавленная НNO 3 взаимодействует c щелочными и щелоч-ноземельными металлами, а также с Zn, Fe, Sn, при этом выделяется газ NH 3 (аммиак) или образуется соль аммония (NH 3 + НNO 3 =NH 4 NO 3 ), при реакции с остальными металлами (плотность > 5 г/ см 3 ) образуется оксид азота (II) NO:

Ca + 10HNO 3(разб.) → 4Ca(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O

Cu + 4HNO 3(разб.) → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O

д) кислоты H 2 CO 3 ,H 2 SO 3 , CH 3 COOH – слабые, взаимодействуют с активными металлами:

2 CH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COONa + H 2

4. Каждый последующий металл может быть восстановлен из раствора соли предыдущим металлом: Fe + CuSO 4  FeSO 4 + Cu.

Переходные металлы расположены в Периодической системе с 4 по 7 период. Переходные металлы, символы которых расположены в самой таблице, называют d-элементами, а те элементы, символы которых расположены в нижней части Периодической системы, называют лантаноидами и актиноидами или f-элементами.

Амфотерные оксиды - оксиды переходных металлов.

1. Амфотерные оксиды не растворяются в воде.

2. Амфотерные оксиды, реагируя с основными и с кислотными оксидами, дают соли:

Al 2 O 3 + K 2 O  2KAlO 2 ,

Al 2 O 3 + 3SO 3  Al 2 (SO 4 ) 3 .

3. Амфотерные оксиды, реагируя с основными или кислотными гидроксидами, дают соли:

ZnO + 2KOH  K 2 ZnO 2 + H 2 O,

ZnO + H 2 SO 4  ZnSO 4 + H 2 O

4. Соответствующие амфотерным оксидам гидроксиды обладают амфотерными свойствами:

Zn(OH) 2  Zn 2+ + 2OH - - как основание

H 2 ZnO 2  2H + + ZnO 2 2- - как кислота

Амфотерные гидроксиды - это такие гидроксиды, где растворенная в воде часть, диссоциирует на катионы водорода, металла и анионы гидроксида и кислотного остатка.

Zn(OH) 2 ⇆ Zn 2+ + 2OH - , H 2 ZnO 2 ⇆ 2H + + ZnO 2 2-

1.Взаимодействием переходных металлов (после удаления оксидной пленки) с водой:

2Al + 6H2O = 2Al(OH) 3  + 3H 2 ↑

2.Взаимодействие солей со щелочами:

ZnCl 2 + 2KOH  Zn(OH) 2  + 2KCl

3. Взаимодействием солей с кислотами:

Na[Al(OH) 4 ] + HCl  Al(OH) 3  + NaCl + H 2 O

1. Диссоциирует на ионы растворенная в воде часть амфотерного гидроксида: Zn(OH) 2 ⇆ Zn(OH) + + OH - ⇆ Zn 2+ + 2OH -

H 2 ZnO 2 ⇆ HZnO 2- + H + ⇆ZnO 2 2- + 2H +

2. Взаимодействие с кислотными оксидами, кислотами и кислыми солями:

2Cr(OH) 3 + 3SO 3  Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3HBr  AlBr 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 + 2NaHSO 4  ZnSO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

3. Взаимодействуют с основными оксидами, основаниями и основными солями:

Zn(OH) 2 + Li 2 O  Li 2 ZnO 2 + H 2 O

Zn(OH) 2 + Ba(OH) 2  BaZnO 2 + 2H 2 O

4. Подвергаются разложению при нагревании:

2Al(OH) 3  Al 2 O 3 + 3H 2 O

Приборы и реактивы:

- штатив с пробирками, пипетка, держатель для пробирок, спиртовки, спички, стеклянная палочка.

- растворы: серной кислоты, гидроксида натрия; растворы солей: сульфат меди (II),хлорид цинка, сульфат алюминия, сульфат натрия; кусочки: цинка, меди.

Порядок выполнения работы.

Опыт № 1. Взаимодействие металлов с растворами кислот.

Ход работы: В три пробирки положить: в первую кусочек магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – медь (кусочек проволоки). Прилить во все пробирки 1 мл раствора серной кислоты.

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета». Сравнить скорость происходящих реакций. Почему в одной из пробирок реакция не идёт? Дать объяснение. Записать уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

Опыт № 2. Взаимодействие металлов с солями.

Ход работы: В одну пробирку положить одну гранулу цинка и прилить раствор медного купороса, во вторую – кусочек медной проволоки и прилить раствор сульфата натрия.

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета». Составить схему электронного баланса в окислительно–восстановительных реакциях.

Опыт № 3. Получение гидроксида цинка и испытание его амфотерных свойств.

Ход работы: В две пробирки налить по 5-6 капель раствора соли цинка и очень аккуратно по каплям добавить в них раствор щелочи до появления осадка.

Затем в одну пробирку добавить 2-3 капли раствора серной кислоты.

В другую пробирку добавить избыточное количество щелочи (до растворения осадка).

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета». Составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт № 4. Получение гидроксида меди и изучение его свойств

Ход работы: Из имеющихся реактивов получить гидроксид меди (II). Указать цвет осадка. Нагреть полученное вещество.

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета». Что произойдет с осадком при нагревании?

Читайте также:

Лабораторная работа по металлам

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

Предварительный просмотр:

Оценка лабораторных работ производится по следующим критериям:

Перечень ошибок

Лабораторная работа по теме "Металлы"

Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы

Просмотр содержимого документа «Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы»

Практическая работа №2 По теме: «Общие свойства металлов и их соединений». методическая разработка по химии по теме

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа № 2. Металлы и сплавы»

Практическая работа №2 По теме: «Общие свойства металлов и их соединений».
методическая разработка по химии по теме