Металл который нельзя получить путем восстановления его оксида водородом

Обновлено: 18.05.2024

Водород расположен в главной подгруппе I группы и в первом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение водорода

Электронная конфигурация водорода в основном состоянии :

+1H 1s 1 1s

Атом водорода содержит на внешнем энергетическом уровне один неспаренный электрон в основном энергетическом состоянии.

Степени окисления атома водорода — от -1 до +1. Характерные степени окисления -1, 0, +1.

Физические свойства

Водород – легкий газ без цвета, без запаха. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью:

Н–Н

Соединения водорода

Основные степени окисления водорода +1, 0, -1.

Типичные соединения водорода:

вода H₂O и др. летучие водородные соединения (HCl, HBr)

кислые соли (NaHCO₃ и др.)

основания NaOH, Cu(OH)₂

Способы получения

Еще один важный промышленный способ получения водорода — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:

Также возможна паровая конверсия угля:

C 0 + H₂ + O → C +2 O + H₂ 0

Химические свойства

1. Водород проявляет свойства окислителя и свойства восстановителя. Поэтому водород реагирует с металлами и неметаллами.

1.1. С активными металлами водород реагирует с образованием гидридов :

2Na + H₂ → 2NaH

1.2. В специальных условиях водород реагирует с серой с образованием бинарного соединения сероводорода:

1.3. Водород не реагирует с кремнием .

1.4. С азотом водород реагирует при нагревании под давлением в присутствии катализатора с образованием аммиака:

1.5. В специальных условиях водород реагирует с углеродом .

1.6. Водород горит , взаимодействует с кислородом со взрывом:

2. Водород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Восстанавливает металлы из основных и амфотерных оксидов . Восстановить из оксида водородом можно металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений после алюминия. При этом образуются металл и вода.

Например , водород взаимодействует с оксидом цинка с образованием цинка и воды:

ZnO + H₂ → Zn + H₂O

Также водород восстанавливает медь из оксида меди:

СuO + H₂ → Cu + H₂O

Водород восстанавливает оксиды некоторых неметаллов .

Например , водород взаимодействует с оксидом азота (I):

2.2. С органическими веществами водород вступает в реакции присоединения (реакции гидрирования).

Применение водорода

Применение водорода основано на его физических и химических свойствах:

как легкий газ, он используется для наполнения аэростатов (в смеси с гелием);
кислородно-водородное пламя применяется для получения высоких температур при сварке металлов;
как восстановитель используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов;
водород используется для получения аммиака и искусственного жидкого топлива;
получение твердых жиров (гидрогенизация).

Водородные соединения металлов

Соединения металлов с водородом — солеобразные гидриды МеН_х. Это твердые вещества белого цвета с ионным строением. Устойчивые гидриды образуют активные металлы (щелочные, щелочноземельные и др.).

Гидриды металлов можно получить непосредственным взаимодействием активных металлов и водорода.

Например , при взаимодействии натрия с водородом образуется гидрид натрия:

Гидрид кальция можно получить из кальция и водорода:

Химические свойства

1. Солеобразные гидриды легко разлагаются водой .

Например , гидрид натрия в водной среде разлагается на гидроксид натрия и водород:

NaH + H₂O → NaOH + H₂

2. При взаимодействии с кислотами гидриды металлов образуют соль и водород.

Например , гидрид натрия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида натрия и водорода:

NaH + HCl → NaCl + H₂

3. Солеобразные гидриды проявляют сильные восстановительные свойства и взаимодействуют с окислителями (кислород, галогены и др.)

Например , гидрид натрия окисляется кислородом:

2NaH + O₂ = 2NaOH

Гидрид натрия также окисляется хлором :

NaH + Cl₂ = NaCl + HCl

Летучие водородные соединения

Соединения водорода с неметаллами — летучие водородные соединения.

Строение и физические свойства

Все летучие водородные соединения — газы (кроме воды).

Способы получения силана

Силан образуется при взаимодействии соляной кислоты с силицидом магния:

Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непрореагировавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Способы получения фосфина

В лаборатории фосфин получают водным или кислотным гидролизом фосфидов – бинарных соединений фосфора и металлов.

Например , фосфин образуется при водном гидролизе фосфида кальция:

Или при кислотном гидролизе, например , фосфида магния в соляной кислоте:

Еще один лабораторный способ получения фосфина – диспропорционирование фосфора в щелочах.

Например , фосфор реагирует с гидроксидом калия с образованием гипофосфита калия и фосфина:

Способы получения сероводорода

1. В лаборатории сероводород получают действием минеральных кислот на сульфиды металлов, расположенных в ряду напряжений левее железа.

Например , при действии соляной кислоты на сульфид железа (II):

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

Еще один способ получения сероводорода – прямой синтез из водорода и серы:

Еще один лабораторный способ получения сероводорода – нагревание парафина с серой.

Видеоопыт получения и обнаружения сероводорода можно посмотреть здесь.

2. Также сероводород образуется при взаимодействии растворимых солей хрома (III) и алюминия с растворимыми сульфидами. Сульфиды хрома (III) и алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: х лорид хрома (III) реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида хрома (III), сероводорода и хлорида натрия:

Химические свойства силана

1. Силан — неустойчивое водородное соединение (самовоспламеняется на воздухе). При сгорании силана на воздухе образуется оксид кремния (IV) и вода:

Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

2. Силан разлагается водой с выделением водорода:

3. Силан разлагается (окисляется) щелочами :

4. Силан при нагревании разлагается :

Химические свойства фосфина

1. В водном растворе фосфин проявляет очень слабые основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион фосфония. Основные свойства фосфина гораздо слабее основных свойств аммиака. Проявляются при взаимодействии с безводными кислотами .

Например , фосфин реагирует с йодоводородной кислотой:

Соли фосфония неустойчивые, легко гидролизуются.

2. Фосфин PH₃ – сильный восстановитель за счет фосфора в степени окисления -3. На воздухе самопроизвольно самовоспламеняется:

3. Как сильный восстановитель, фосфин легко окисляется под действием окислителей.

Например , азотная кислота окисляет фосфин. При этом фосфор переходит в степень окисления +5 и образует фосфорную кислоту.

Серная кислота также окисляет фосфин:

С фосфином также реагируют другие соединения фосфора, с более высокими степенями окисления фосфора.

Например , хлорид фосфора (III) окисляет фосфин:

2PH₃ + 2PCl₃ → 4P + 6HCl

Химические свойства сероводорода

1. В водном растворе сероводород проявляет слабые кислотные свойства. Взаимодействует с сильными основаниями, образуя сульфиды и гидросульфиды:

Например , сероводород реагирует с гидроксидом натрия:

H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O
H₂S + NaOH → NaНS + H₂O

2. Сероводород H₂S – очень сильный восстановитель за счет серы в степени окисления -2. При недостатке кислорода и в растворе H₂S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):

В избытке кислорода:

3. Как сильный восстановитель, сероводород легко окисляется под действием окислителей.

Например, бром и хлор окисляют сероводород до молекулярной серы:

H₂S + Br₂ → 2HBr + S↓

H₂S + Cl₂ → 2HCl + S↓

Под действием избытка хлора в водном растворе сероводород окисляется до серной кислоты:

Например , азотная кислота окисляет сероводород до молекулярной серы:

При кипячении сера окисляется до серной кислоты:

Прочие окислители окисляют сероводород, как правило, до молекулярной серы.

Например , оксид серы (IV) окисляет сероводород:

Соединения железа (III) также окисляют сероводород:

H₂S + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + S + 2HCl

Бихроматы, хроматы и прочие окислители также окисляют сероводород до молекулярной серы:

Серная кислота окисляет сероводород либо до молекулярной серы:

Либо до оксида серы (IV):

4. Сероводород в растворе реагирует с растворимыми солями тяжелых металлов : меди, серебра, свинца, ртути, образуя черные сульфиды, нерастворимые ни в воде, ни в минеральных кислотах.

Например , сероводород реагирует в растворе с нитратом свинца (II). при этом образуется темно-коричневый (почти черный) осадок, нерастворимый ни в воде, ни в минеральных кислотах:

Взаимодействие с нитратом свинца в растворе – это качественная реакция на сероводород и сульфид-ионы.

Видеоопыт взаимодействия сероводорода с нитратом свинца можно посмотреть здесь.

Химические свойства прочих водородных соединений

Кислоты образуют в водном растворе: водородные соединения VIA (кроме воды) и VIIA подгрупп.

Прочитать про химические свойства галогеноводородов вы можете здесь.

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличие от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.

1. Вода реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. С активными металлами вода реагирует при комнатной температуре с образованием щелочей и водорода :

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

с магнием реагирует при кипячении:

алюминий не реагирует с водой, так как покрыт оксидной плёнкой. Алюминий, очищенный от оксидной плёнки, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:

металлы, расположенные в ряду активности от Al до Н , реагируют с водяным паром при высокой температуре, образуя оксиды и водород:

металлы, расположенные в ряду активности от после Н , не реагируют с водой:

Ag + Н₂O ≠

2. Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов , образуя щелочи (с оксидом магния – при кипячении):

3. Вода взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO₂):

4. Некоторые соли реагируют с с водой. Как правило, в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком :

Например , сульфид алюминия разлагается водой:

5. Бинарные соединения металлов и неметаллов , которые не являются кислотами и основаниями, разлагаются водой.

Например , фосфид кальция разлагается водой:

6. Бинарные соединения неметаллов также гидролизуются водой.

Например , фосфид хлора (V) разлагается водой:

6. Некоторые органические вещества гидролизуются водой или вступают в реакции присоединения с водой (алкены, алкины, алкадиены, сложные эфиры и др.).

Тестовое задание на тему" Как получают металлы?"

4. Наиболее важный минерал, содержащий около 7% лития,- это сподумен Li ₂ O Al ₂ O ₃ 4 SiO ₂ . Последней стадией производства лития является электролиз его хлорида. Превращение сподумена в LiCl протекает через ряд стадий. Представьте в виде схемы реакций каждую из стадий.

Стадия процесса Схема реакций

(1) Обработка раздробленного минерала серной кислотой …

(2) Выщелачивание сульфата лития водой и осаждение карбоната …

(3) Превращение карбоната в хлорид .

(4) Электролитическое разложение расплава LiCl (в смеси с KCl ) .

5. Какой металл нельзя получить в чистом виде из его оксида восстановлением водородом:

(1) вольфрам; (3) кальций;

(2) железо; (4) молибден ?.

6. Для получения металлов из их оксидов в промышленности в качестве восстановителей используют ……

7. Для получения металлов калия нельзя использовать метод, который заключается:

(1) в вытеснении калия из расплавленного KCI ;

(2) в электролизе расплава KCI – NaCl с получением натрий – калиевого сплава и выделении калия перегонкой;

(3) в восстановлении KCI при нагревании в вакууме алюминием;

(4) в электролизе расплава хлорида калия.

8. При электролизе расплава хлорида натрия массой 234 г образуется металлический натрий массой (г):

9. Природными минералами являются: боксит, куприт, гипс, доломит, пирит. Магний можно получать из… .

10.Магний высокой степени чистоты в промышленности получают электролитическим разложением:

(1) расплава М g ( OH )₂;

(2) морской воды, содержащий М g 2 + ;

(3) расплава М gCl ₂ ;

(4) расплава доломита.

11.Магний – второй по содержанию металлический элемент в морской воде. Выделение его из морской воды включает несколько процессов, каждый из которых может быть представлен соответствующей схемой реакций.

Процесс Схема

(1) Осаждение М g 2+ в виде гидроксида негашеной известью …

(2) Обработка отделенного осадка смесью растворов HCl и H ₂ SO ₄ …

(3) Отделение полученного раствора хлорида магния от примеси Са 2+ , …

осажденной в виде сульфата

(4) Упаривание раствора хлорида магния и электролиз его расплава …

12. При электролизе расплава хлорида кальция выделяются: на катоде … , на аноде…

13.При электролизе раствора гидроксида калия с использованием угольных электродов на аноде получено 500 см 3 газа. Какое вещество и в каком количестве выделится на катоде:

(1) калий, 0,87 г; (3) водород, 500 см 3 ;

(2) калий, 1,75 г; (4) водород, 1000 см 3 ?

14.При производстве алюминия электролизу подвергают расплав:

(1) боксита ( Al ₂ O ₃ H ₂ O ) ;

(2) глинозема ( Al ₂ O ₃ );

(3) криолита ( Na ₃ AIF ₆ );

(4) AI ₂ O ₃ в криолите.

15. Ниже приведены названия и состав алюминиевых руд. Каковы будут составы этих руд в виде химических формул?

Название руды Массовая доля, % Химическая формула

(1) Гидаргиллит 65 , 3 34, 7 …

(2) Диаспор 85, 0 15, 0 …

16. Подвергая электролизу 1т AI ₂ O ₃ , можно получить металлический алюминий массой ( кг):

(1) 265; (3) 795;

(2) 530; (4) 1000.

17. Для выплавки алюминия в электропечах используют криолит. Искусственный криолит можно получить, смесь, содержащую 1 моль AI ( OH )₃ и 3 моль NaOH ,обработать плавиковой кислотой. Уравнение этой реакции…

18. Наиболее распространенными минералами, содержащими цинк, являются галмей ( химическая формула … ) и цинковая обманка ( формула … ).Получение цинка из этих минералов описывается уравнениями химических реакций ….

19. Медь получают из минерала малахита по реакциям … и …

20. Одним из способов получения меди из руды, содержащей медь в виде сульфида меди ( I ), является следующий. Руду первоначально обжигают в токе воздуха, при этом происходит реакция … Затем обожженную руду смешивают с вдвое меньшим количеством необожженной руды, и полученную смесь прокаливают без доступа воздуха. Уравнение реакции процесса….

21. Для получения меди используют руду, содержащую минерал халькопирит С uFeS ₂ . Какую массу (г) металлической меди можно получить из 1 кг этого минерала, полагая, что пирометаллургический процесс протекает со 100% выходом:

(1) 173; (3) 519;

(2) 346; (4) 692?

Пирометаллургический процесс получения меди можно выразить суммарной реакцией …

22. С помощью электролиза можно проводить очистку металлов. Какой анод надо использовать при получении электрический чистой меди, подвергая электролизу хлорид меди ( II ):

(1) Pt ; (3) Ni ;

(2) C ; (4) Cu .

23. При полном восстановлении порошка оксида меди ( II ) массой 79. 5 г водородом образовалась металлическая медь массой (г):

(1) 32, 75; (3) 63, 5;

(2) 39, 75; (4) С u ?

24. Какова массовая доля металлов в смеси после термического восстановления смеси оксида меди ( II ) и оксида железа ( III ) массой 31, 9 г, если в результате образовалось 9 г воды:

(1) 22 % Cu и 78 % Fe ;

(2) 11 % Cu и 88 % Fe ;

(3) 50 % Cu и 50 % Fe ;

(4) 75% Cu и 25 % Fe ?

25. При электролиза раствора сульфата меди на инертных электродах выделяются:

(1) С u, SO₂; (3) С u, H₂;

1.Каков основной состав, выраженный в виде химических формул, представленных ниже железных руд?

Руда Формула

(1) Лимонит …

(2) Гематит …

(3) Магнетит …

(4) Сидерит …

2.Из какой руды выгоднее добывать железо:

(1) гематита; (3) лимонита;

(2) магнетита; (4) сидерита?

3.Какая масса (кг) красного железняка, содержащего оксид железа ( III ) (массовая доля 78%, остальное – посторонние примеси), потребуется для получения 1 т сплава с массовой долей железа 95%:

(1) 950; (3) 1600;

(2) 1357; (4) 1740?

4.Железо из руд получают восстановлением его оксидов коксом и оксидом углерода ( II ) доменных печах. При этом образуется чугун, который, помимо железа, содержит в качестве примесей .

5, Химизм восстановления железа в доменном процессе из оксида железа ( III ) можно представить в виде четырех основных стадий, которым соответствуют следующие уравнения реакций:

Стадия процесса Уравнения реакций

(1) Образование оксида железа ( II , III ) …

(2) Восстановление до оксида железа ( II ) …

(3) Восстановление до металлического …

железа оксидом углерода

(4) Восстановление до металлического …

железа коксом

6. При восстановлении железа из руды частично могут восстанавливаться примеси, содержащиеся в руде. Закончите уравнения реакции восстановления следующих веществ:

(1) SiO + C ₂ . . .;

(2) MnO + C . . . ;

(3) Ca ₃ ( PO ₄ )₂ + C . . . .

7. В качестве примеси обычно в исходной руде присутствует сера в виде соединений

CaSO ₄ или FeS _{2 .} Сера в процессе восстановления железа превращается :

(1) в SO₂; (3) в CS₂;

(2) в H₂S; (4) в FeS .

8. Выходящий из домны газ называется колошниковым или доменным. Колошниковый газ имеет следующий состав в объёмных долях (%) : CO -

32,2; CO ₂ -14,0; N ₂ -54,0. Сколько кубических метров воздуха потребуется для

сжигания 1 м 3 этого газа :

(1) 0 ,16; (3) 0,8;

(2) 0,32; (4) 1,6;

9. В бессемеровском способе получения стали окислителями являются . . . , восстановителями – . . . .

10. При получении стали в мартеновском производстве «выгорание» примесей из чугуна происходит за счет окисления кремния оксидом железа ( II ) по реакции . . . .

11. В томасовских конвертах при переработке высокофосворитых чугунов фосфор выводится в шлак. С этой целью в шихту конвертера добаляют жженую известь . . . Удаление фосфора отражается уравнением реакции . . . .

12. В мягкой стали (ковкое железо) массовая доля ( % ) углерода составляет:

(1) 4 – 4,5; (3) от 0,3 до 1,7;

(2) около 1,7; (4) до 0,3.

13. При производстве чугуна в доменной печи на каждую 1000 т руды расходуется около 180 т известняка. Поскольку при этом образуется примерно 350 т шлака, массовая доля (%) примеси в руде составит:

(1) 10; (3) 25;

(2) 18; (4) 35.

14. Одним из способов получения чистейших металлов является синтез карбонилов металлов с их последующим разложением. Эти процессы в случае очистки железа выражается в виде схемы:

Fe + … => … => Fe + … .

щенное) щенное)

15. В порошковой металлургии порошок железа получают разложением пентакарбонила железа. Для получения 2 кг порошкообразного железа требуется пентакарбонила железа массой (кг) :

(1) 7; (3) 5;

(2) 3; (4) 1;

16. Метод алюмотермии, заключающийся в восстановлении металлов из их оксидов при поджигании смеси этих оксидов п с порошком алюминия, открыл в конце прошлого столетия известный русский химик….

17. Алюмотермией получают металлический:

(1) Mg ; (3) Cr ;

18. Какие вещества необходимо взять для получения хрома алюмотермическим способом:

19. Для получения 39 г хрома алюмотермическим способом из его оксида необходимо взять навеску алюминия массой (г) :

(1) 10, 125; (3) 27;

(2) 20, 25; (4) 40,5.

20. Наиболее распространенной рудой для получения хрома служит … формула которого …

21. Массовая доля (%) хрома в феррохроме, полученном восстановлением хромого железняка, составляет:

(1) 96; (3) 48;

(2) 65; (4) 32.

22. Одним из промышленных способов производства металлического кальция является прокаливание оксида кальция с металлическим алюминием в глубоком вакууме. На получение 100 кг кальция таким способом теоретически должно расходоваться алюминия ( кг):

(1) 135; (3) 45;

(2) 67, 5; (4) 22, 5.

23. В природе встречается минерал эритрин CO ₃ ( AsO ₄ )₂ 8 H ₂ O – продукт выветривания кобальтина ( кобальтового блеска CoAsS ) и арсенидов кобальта и никеля. Из этой руды получают кобальт. Для производства 1 кг кобальта надо переработать …. кг этой руды ( потерями в производстве можно пренебречь).

24. При восстановлении 1, 82 г оксида ванадия металлическим кальцием получено 1, 02 г чистого ванадия. Формула оксида ванадия … , а уравнение реакции восстановления …

25. Какой метод получения металлов ( или их очистки0 не может применяться для получения металлов очень высокой степени чистоты:

(1) Зонная плавка металлов;

(2) Переплавка металлов в вакууме;

(3) Разложение летучих соединений металлов;

(4) Электрическое восстановление металлов?

Ключи к тестовому заданию на тему: « Что ты знаешь о получении важнейших химических продуктов»

1. (1) –г; (2) – б; (3) – а; (4) – в.

6, AI , C , CO , H ₂ .

7. (3). Согласно ряду напряжений алюминий находится значительно правее

калия , а следовательно не может восстанавливать его из расплава соли.

9. 2( MgO • CaO ) + Si = Ca₂SiO₄ + 2Mg.

10 . (3). MgCI₂ ––––––––→ Mg + CI↑

11. (1) Mg 2+ + CaO + H₂O ––→ Mg (OH)₂ ↓ + Ca 2+

(4 ) MgCI ₂ ––––––––→ Mg + CI ₂

Понятие о металлургии: общие способы получения металлов

Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. Различают черную и цветную металлургию.

Черная металлургия — это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.).

Цветная металлургия — производство остальных металлов и их сплавов.

Широкое применение находят сплавы металлов. Наиболее распространенные сплавы железа — чугун и сталь.

Чугун — это сплав железа, в котором содержится 2-4 масс. % углерода, а также кремний, марганец и небольшие количества серы и фосфора.

Сталь — это сплав железа, в котором содержится 0,3-2 масс. % углерода и небольшие примеси других элементов.

Легированные стали — это сплавы железа с хромом, никелем, марганцем, кобальтом, ванадием, титаном и другими металлами. Добавление металлов придает стали дополнительные свойства. Так, добавление хрома придает сплаву прочность, а добавление никеля придает стали пластичность.

Основные стадии металлургических процессов:

Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей)
Получение металла или его сплава.
Механическая обработка металла

1. Нахождение металлов в природе

Большинство металлов встречаются в природе в виде соединений. Наиболее распространенный металл в земной коре — алюминий. Затем железо, кальций, натрий и другие металлы.

2. Получение активных металлов

Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) классическими «химическими» методами получить из соединений нельзя. Такие металлы в виде ионов — очень слабые окислители, а в простом виде — очень сильные восстановители, поэтому их очень сложно восстановить из катионов в простые вещества. Чем активнее металл, тем сложнее его получить в чистом виде — ведь он стремится прореагировать с другими веществами.

Получить такие металлы можно, как правило, электролизом расплавов солей, либо вытеснением из солей другими металлами в жестких условиях.

Натрий в промышленности получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl = 2Na + Cl₂

Калий получают пропусканием паров натрия через расплав хлорида калия при 800°С:

KCl + Na = K↑ + NaCl

Литий можно получить электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl = 2Cs + CaCl₂

Магний получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

Барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200 °C:

4BaO+ 2Al = 3Ba + Ba(AlO₂)₂

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al₂O₃ в криолите Na₃AlF₆:

3. Получение малоактивных и неактивных металлов

Металлы малоактивные и неактивные восстанавливают из оксидов углем, оксидом углерода (II) СО или более активным металлом. Сульфиды металлов сначала обжигают.

3.1. Обжиг сульфидов

При обжиге сульфидов металлов образуются оксиды:

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂

Металлы получают дальнейшим восстановлением оксидов.

3.2. Восстановление металлов углем

Чистые металлы можно получить восстановлением из оксидов углем. При этом до металлов восстанавливаются только оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо получают восстановлением из оксида углем:

2Fe₂O₃ + 6C → 2Fe + 6CO

ZnO + C → Zn + CO

Оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности до алюминия, реагируют с углем с образованием карбидов металлов:

CaO + 3C → CaC₂ + CO

3.3. Восстановление металлов угарным газом

Оксид углерода (II) реагирует с оксидами металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо можно получить восстановлением из оксида с помощью угарного газа:

3.4. Восстановление металлов более активными металлами

Более активные металлы вытесняют из оксидов менее активные. Активность металлов можно примерно оценить по электрохимическому ряду металлов:

Восстановление металлов из оксидов другими металлами — распространенный способ получения металлов. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al₂O₃ + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Например , при добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO₃) произойдет химическая реакция:

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Медь покроется белыми кристаллами серебра.

При добавлении железа (Fe) в раствор соли меди (CuSO₄) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

3.5. Восстановление металлов из оксидов водородом

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Как правило, взаимодействие оксидов металлов с водородом протекает в жестких условиях – под давлением или при нагревании.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

4. Производство чугуна

Чугун получают из железной руды в доменных печах.

Печь последовательно загружают сверху шихтой, флюсами, коксом, затем снова рудой, коксом и т.д.

1- загрузочное устройство, 2 — колошник, 3 — шахта, 4 — распар, 5 — горн, 6 — регенератор

Доменная печь имеет форму двух усеченных конусов, соединенных основаниями. Верхняя часть доменной печи — колошник, средняя — шахта, а нижняя часть — распар.

В нижней части печи находится горн. Внизу горна скапливается чугун и шлак и отверстия, через которые чугун и шлак покидают горн: чугун через нижнее, а шлак через верхнее.

Наверху печи расположено автоматическое загрузочное устройство. Оно состоит из двух воронок, соединенных друг с другом. Руда и кокс сначала поступают в верхнюю воронку, а затем в нижнюю.

Из нижней воронки руда и кокс поступают в печь. во время загрузки руды и кокса печь остается закрытой, поэтому газы не попадают в атмосферу, а попадают в регенераторы. В регенераторах печной газ сгорает.

Шихта — это железная руда, смешанная с флюсами.

Снизу в печь вдувают нагретый воздух, обогащенный кислородом, кокс сгорает:

Образующийся углекислый газ поднимается вверх и окисляет кокс до оксида углерода (II):

CO₂ + С = 2CO

Оксид углерода (II) (угарный газ) — это основной восстановитель железа из оксидов в данных процессах. Последовательность восстановления железа из оксида железа (III):

Последовательность восстановления оксида железа (III):

FeO + CO → Fe + CO₂

Суммарное уравнение протекающих процессов:

При этом протекает также частичное восстановление примесей оксидов других элементов (кремния, марганца и др.). Эти вещества растворяются в жидком железе.

Чтобы удалить из железной руды тугоплавкие примеси (оксид кремния (IV) и др.). Для их удаления используют флюсы и плавни (как правило, известняк CaCO₃ или доломит CaCO₃·MgCO₃). Флюсы разлагаются при нагревании:

и образуют с тугоплавкими примесями легкоплавкие вещества (шлаки), которые легко можно удалить из реакционной смеси:

Почему оксиды активных металлов практически невозможно восстановить водородом?

Приведите уравнения соответствующих реакции.

Потому что при восстановлении оксидов водородом образуется вода, и образовавшиесяактивные металлы тут же начнут реагировать с ней и будут образовывать щелочи.

Более подробно, по стадиям :

Ме₂О + Н₂ = 2Me + H₂O ( если металл одновалентный)

MeO + H₂ = Me + H₂O ( если металл двухвалентный)

образовавшийся металл тут же реагирует с образовавшейся водой.

2Me + 2H₂O = 2MeOH + H₂ ( металл одновалентный)

Me + 2H₂O = Me(OH)₂ + H₂ ( металл двухвалентый)

именно поэтому активные металлы ( металлы I, II группы, главной подгруппы) - щелочные, щелочно - земельные металлы НЕЛЬЗЯ получить восстановлением их оксидов водородом.

СРОЧНО?

Оксид неизвестного металла (2) массой 12г восстановили водородом.

В резельтате реакции обоазовалось 5, 4г воды.

Опредилите не известный металл.

Объясните, почему алюминий, относящийся к активным металлам, часто не вытесняет водород из воды и менее активные металлы из солей?

Объясните, почему алюминий, относящийся к активным металлам, часто не вытесняет водород из воды и менее активные металлы из солей.

Что надо сделать, чтобы пошла реакция между алюминием и водой?

Соль и водород могут образоваться при взаимодействии соляной кислоты : 1)с основаниями 2)с основными оксидами 3)с кислотными оксидами 4)с металлами , стоящими в ряду активности металлов левее водорода?

Соль и водород могут образоваться при взаимодействии соляной кислоты : 1)с основаниями 2)с основными оксидами 3)с кислотными оксидами 4)с металлами , стоящими в ряду активности металлов левее водорода почему?

Какие вещества образуются при взаимодействии воды а)с активными металлами б)с оксидами активных металлов в)с оксидами неметаллов?

Какие вещества образуются при взаимодействии воды а)с активными металлами б)с оксидами активных металлов в)с оксидами неметаллов?

Какой объем водорода надо затратить, (при н?

Какой объем водорода надо затратить, (при н.

У) , чтобы восстановить 125 г оксида магния до металла?

Приведите два примера получения водорода согласно схеме активный металл + кислота = соль + водород?

Приведите два примера получения водорода согласно схеме активный металл + кислота = соль + водород.

Напишите уравнения реакции.

Приведите примеры веществ при помащи которых можно восстановить тяжелые металлы из оксидов?

Приведите примеры веществ при помащи которых можно восстановить тяжелые металлы из оксидов.

Почему в реакции Fe2O3 + H2 = Fe + H2O водород вытесняет железо, если в ряду активности металлов водород правее железа?

Почему в реакции Fe2O3 + H2 = Fe + H2O водород вытесняет железо, если в ряду активности металлов водород правее железа?

Как практически можно доказать что оксид является основным Ba(Приведите объяснение и уравнение соответствующей реакции)?

Как практически можно доказать что оксид является основным Ba(Приведите объяснение и уравнение соответствующей реакции).

Запишите уравнения реакций водорода с неметаллом и оксидом металла, оксидов углерода(IV) и кремния(IV) со щелочью?

Запишите уравнения реакций водорода с неметаллом и оксидом металла, оксидов углерода(IV) и кремния(IV) со щелочью.

Я про алюминийАлюминий – легкий, прочный и пластичный металл. Это один из самых востребованных металлов, и по темпам роста потребления он давно и с большим отрывом оставил позади сталь, никель, медь и цинк. Алюминий без преувеличений можно назвать ..

Тому що рН показує ступінь концентрації катіонів гідрогену у воді, що є дуже важливим для косметики.

1. дано N(NH3) = 4. 816 * 10 ^ 23 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - V(NH3) - ? N(NH3) / N(A) = V(NH3) / Vm V(NH3) = N(NH3) * Vm / N(A) = 4. 816 * 10 ^ 23 * 22. 4 / 6. 02 * 10 ^ 23 = 15. 58 L ответ 15. 58 л 2) дано m(O2)..

Соотвественно правильным ответом будет являться : 4) KCl ; 5) AgCl ; 6) NH4Cl.

Дано W(O) = 47 % - - - - - - - - - - - - - - - - E - ? Е - это неизвестный элемент W(O) = Ar(O) * n / M(X2O3) * 100% 47% = 16 * 3 / 2x + 48 * 100% 94x + 2256 = 4800 X = 27 - это алюминий Al2O3 ответ алюминий.

Напиши нормально не понятно или сфоткай.

В SO3 32 / (32 + 3 * 16) = 0, 4 или 40 %.

Реакции есть на фотографии.

4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O соляная кислота отдаёт в свободном виде половину имеющегося хлора. M(Cl общ. ) = 1000 * 0, 365 * 0, 9726 = 355 г масса выделившегося хлора = 355 / 2 = 177, 5 г.

Типы химической реакции соединение, разложение замещение.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Водород нельзя получить?

Составьте уравнения химических реакций получения водорода : а) из соляной кислоты действием на нее магнием б) из соляной кислоты действием на нее натрием в) из соляной кислоты действием на нее алюмини?

Составьте уравнения химических реакций получения водорода : а) из соляной кислоты действием на нее магнием б) из соляной кислоты действием на нее натрием в) из соляной кислоты действием на нее алюминием г) разложением воды электрическим током д) разложением природного газа метана СН4.

Какая масса водорода выделится при разложении 360г?

Какая масса водорода выделится при разложении 360г.

Воды под действием электрического тока?

Напиши уравнения реакций получения водорода :а) разложением метанаб) взаимодействием цинка с серной кислотой H₂SO₄в) разложением водыг) взаимодействием цинка с соляной кислотой HClкакие из реакций отн?

Напиши уравнения реакций получения водорода :

а) разложением метана

б) взаимодействием цинка с серной кислотой H₂SO₄

в) разложением воды

г) взаимодействием цинка с соляной кислотой HCl

какие из реакций относятся к реакциям замещения?

Какая масса водорода выделится при разложении 360г воды под действием электрического тока?

Какая масса водорода выделится при разложении 360г воды под действием электрического тока.

Экзотермической реакцией является :1) взаимодействие меди с кислородом2) разложение воды электрическим током3) разложение гидрооксида меди 24) взаимодействие оксида кальция с водой?

Экзотермической реакцией является :

1) взаимодействие меди с кислородом

2) разложение воды электрическим током

3) разложение гидрооксида меди 2

4) взаимодействие оксида кальция с водой.

К окислительно - восстановительным реакциям относится :1) разложение гидроксида железа (III) ;2) взаимодействие растворов нитрата меди (II) и гидроксида калия ;3) взаимодействие железа и раствора суль?

К окислительно - восстановительным реакциям относится :

1) разложение гидроксида железа (III) ;

2) взаимодействие растворов нитрата меди (II) и гидроксида калия ;

3) взаимодействие железа и раствора сульфата меди (II) ;

4) разложение кремниевой кислоты ;

5) взаимодействие соляной кислоты и цинка.

Свой выбор аргументируйте.

Выберите промышленные способы получения водорода :а) разложение метана СН4 в присутствии катализатора ;б) взаимодействие метана с парами воды?

Выберите промышленные способы получения водорода :

а) разложение метана СН4 в присутствии катализатора ;

б) взаимодействие метана с парами воды.

Составьте уравнение реакций, характеризующих химические свойства воды : а)взаимодействие воды с простыми веществами ; б)взаимодействие воды со сложными веществами ; в)разложение воды под действием эле?

Составьте уравнение реакций, характеризующих химические свойства воды : а)взаимодействие воды с простыми веществами ; б)взаимодействие воды со сложными веществами ; в)разложение воды под действием электрического тока.

Газ образуется в результате взаимодействия :а) натрия и воды, меди и хлороводородной кислотыб) железа и воды, серебра и раствора серной кислотыв) меди и воды, цинка и раствора серной кислоты?

Газ образуется в результате взаимодействия :

а) натрия и воды, меди и хлороводородной кислоты

б) железа и воды, серебра и раствора серной кислоты

в) меди и воды, цинка и раствора серной кислоты.

Вычислите массу водорода, полученного а) разложением 126г воды ; б)разложением метана количеством 12моль ; в)взаимодействием цинка с соляной кислотой количеством 4моль?

Вычислите массу водорода, полученного а) разложением 126г воды ; б)разложением метана количеством 12моль ; в)взаимодействием цинка с соляной кислотой количеством 4моль?

Вопрос Водород нельзя получить?, расположенный на этой странице сайта, относится к категории Химия и соответствует программе для 5 - 9 классов. Если ответ не удовлетворяет в полной мере, найдите с помощью автоматического поиска похожие вопросы, из этой же категории, или сформулируйте вопрос по-своему. Для этого ключевые фразы введите в строку поиска, нажав на кнопку, расположенную вверху страницы. Воспользуйтесь также подсказками посетителей, оставившими комментарии под вопросом.

Читайте также: