РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ

Продолжение. Начало см. в № 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23/2005;
1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9/2006

Тема 9. Металлы

Урок 49.
Положение металлов в периодической системе
химических элементов Д.И.Менделеева.
Особенности строения атомов металлов

1. Какие элементы-металлы в периодической системе Д.И.Менделеева оказываются вблизи диагонали от бора к астату, разделяющей металлы и неметаллы?

…………………………………………………………………………………………………………

2. Сколько электронов на внешнем энергетическом уровне у атомов большинства металлов?

…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………

3. Каким путем атомы металлов в соединениях следуют правилу октета?

а) Принимают недостающее до восьми во внешней оболочке число электронов;

б) отдают валентные электроны соседним атомам неметаллов;

в) ведут себя по-разному (отдают или принимают электроны), в зависимости от связанных с ними атомов неметаллов;

г) не подчиняются правилу октета.

…………………………………………………………………………………………………………

4. Какова особенность строения кристаллической решетки металлов?

Основные типы
кристаллических решеток металлов
в виде шаровых упаковок:
1 – медь; 2 – магний; 3 – железо

5. Приведите химические символы и названия трех элементов-металлов главных подгрупп и трех элементов побочных подгрупп.

6. Объясните явление «провала электрона» у d-элементов – хрома и меди:
₂₄Сr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ и ₂₉Сu … 3d¹⁰4s¹.

7. Приведите химические символы элементов главных подгрупп:

а) щелочных металлов;

б) щелочно-земельных металлов;

в) металлов подгруппы алюминия;

г) металлов IVа-подгруппы.

8. Назовите элементы побочных подгрупп: Iб, IIб, IIIб и IVб.

9. Какие элементы формируют триады?

Урок 50.
Физические свойства металлов.
Получение металлов

1. Напишите в кроссворде по вертикали названия металлов так, чтобы по горизонтали получилось слово «металлургия».

Кроссворд «Металлургия»

2. Назовите металлы: а) жидкий; б) легкий ( < 5 г/см³); в) тяжелый ( > 5 г/см³); г) легкоплавкий;
д) тугоплавкий.

3. Пары летучих солей некоторых металлов окрашивают пламя горелки в характерные цвета. Выберите, какие металлы вызывают следующие окрашивания пламени: фиолетовое, желтое, красное, оранжево-красное, желто-зеленое.

a) Li; б) Na; в) К; г) Са; д) Ва.

4. Где и как используется свойство металлов ковкость?

5. Пирометаллургический метод – восстановление металлов из руд при нагревании в присутствии: а) угля; б) оксида углерода(II); в) алюминия; г) водорода. Напишите уравнения реакций восстановления металлов из их оксидов (в скобках указан восстановитель): SnO₂ (а), Fe₃O₄ (б), MnO₂ (в), WO₃ (г).

Пирометаллургия железа
в бессемеровском конверторе

6. Гидрометаллургический метод – извлечение металлов (Сu, Аg, Zn, Ni, Сd) из их водных растворов либо электролизом, либо действием более активного металла. Напишите уравнения реакций: а) электролиза сульфата никеля; б) вытеснения меди из сульфата меди(II) действием железа.

Гидрометаллургия – получение металлов
электролизом растворов солей

7. Электротермический метод – восстановление активных легких металлов (К, Nа, Са, Мg, Аl) из расплавов их хлоридов, оксидов или гидроксидов путем электролиза. Напишите уравнения реакций получения металлов электролизом расплавов: а) NаСl; б) КОН; в) Аl₂О₃.

8. Сколько граммов магния можно получить электролизом 1 кг расплава МgСl₂, если выход в реакции равен 95%?

Урок 51.
Реакции металлов главных подгрупп

1. Для каждого из перечисленных металлов – Na, Ca, Mg, Al, Sn – напишите по одной реакции с каким-либо из следующих реагентов: О₂, Сl₂, S, Н₂О, НСl.

2. Напишите уравнения реакций, в которых получаются: а) LiH; б) СаН₂; в) Li₂О; г) Nа₂О₂.

3. Напишите уравнения реакций магния с: а) водой; б) Н₂SO₄ (разб.); в) азотом N₂; г) фосфором;
д) оксидом титана(IV).

4. В колбу с 75,6 г воды постепенно внесли 4,6 г металлического натрия. Вычислите массовую долю (в %) гидроксида натрия в полученном растворе.

5. Напишите уравнения реакций алюминия в водных растворах со следующими реагентами:
а) NаОН; б) CuSО₄; в) НgСl₂; г) НNО₃ (разб.).

6. При нагревании алюминия с сульфидом свинца протекает реакция замещения. Составьте уравнения этой реакции, укажите окислитель и восстановитель.

…………………………………………………………………………………………………………

7. В чашку с ледяной водой поместили кусочек щелочного металла массой 1,4 г. Когда реакция закончилась, привес массы оказался равным 1,2 г. Рассчитайте относительную атомную массу металла и назовите его.

Урок 52.
Свойства металлов побочных подгрупп

1. В чем отличие электронных оболочек атомов элементов побочных подгрупп от атомов элементов главных подгрупп? Рассмотрите на примере ₁₉К и ₂₉Сu или ₂₀Са и₃₀Zn. Почему потенциалы ионизации (в электрон-вольтах) у Сu (7,7) и Zn (9,39) больше, чем у Nа (5,12) и Са (6,11)? Как это сказывается на свойствах металлов – простых веществ?

2. Укажите положение (группу и период) в периодической системе элементов Сu, Сr, Fе. Какие степени окисления проявляют эти элементы в соединениях?

3. При температуре красного каления медь на воздухе образует оксид СuО, который при более высокой температуре превращается в оксид Сu₂О. При нагревании меди с серой получают сульфид Сu₂S, а с хлором – хлорид СuСl₂. Напишите уравнения этих реакций.

4. Благодаря амфотерности* гидроксида цинка металлический цинк способен растворяться в водных щелочах с выделением водорода. Напишите правую часть в уравнении реакции:

Zn + 2KOH + 2H₂O = ………………………………......................................................... .

5. В лаборатории цинком «заряжают» аппарат Киппа для получения Н₂. В реакции используют
20%-ю серную кислоту. Напишите уравнение этой реакции.

…………………………………………………………………………………………………………

Аппарат Киппа

6. Цинк используют для защиты металлов от коррозии. Напишите уравнения реакций:

Zn + CuSO₄ = ……………………………………........................................................….. ,

Zn + CdSO₄ = ……………………………………….......................................................... .

7. Составьте уравнения реакций получения железа из красного железняка** Fe₂O₃ или магнитного железняка Fe₃O₄ при нагревании при действии: а) угля С; б) монооксида углерода СО; в) метана СН₄; г) водорода Н₂.

8. Обезвоживанием Fe(OH)₂ не удается получить FeO. Это соединение образуется при разложении оксалата железа(II) (нагревание в вакууме):

Сколько по массе FeC₂O₄ потребуется для получения 108 г FeO?

9. Сколько литров хлора (н.у.) выделится при взаимодействии 11,76 г дихромата калия К₂СrО₇ с избытком соляной кислоты?

а) 0,9; б) 1,8; в) 2,7; г) 22,4.

10. Какие соединения образуются при взаимодействии Н₂SO₄ (разб.) с металлами на холоду и Н₂SO₄ (конц.) с металлами при нагревании? Приведите уравнения реакций.

Урок 53. Сплавы металлов

1. Сплавы – это однородные системы, состоящие из двух или нескольких компонентов, как правило, металлов и обладающие характерными свойствами металлов. Определите названия следующих сплавов:

Кружка из нержавеющей стали, инкрустированная желтой латунью

Кружка
из нержавеющей стали,
инкрустированная желтой латунью

1) Fe (93%) + C (4%) + Mn (1%) + Si (1%) + S (0,5%) + P (0,5%);

2) Fe (80,6%) + C (0,4%) + Cr (18%) + Ni (1%);

3) Ni (60%) + Cr (40%);

4) Pb (67%) + Sn (33%);

5) Cu (90%) + Sn (10%);

6) Cu(85%) + Zn(13%) + Sn(2%).

а) Нихром (сплав, проволока из которого обладает большим электрическим сопротивлением);

б) паяльный сплав (t_пл= 275 °С);

в) желтая латунь (хорошая ковкость, полируемость);

г) бронза колокольная; д) нержавеющая сталь; е) чугун.

…………………………………………………………………………………………………………

2. Мельхиор – сплав следующего состава: 68% Сu, 30% Ni, 1% Мn, 1% Fе. Сколько граммов меди содержится в наборе посуды из 24 ложек по 100 г каждая?

…………………………………………………………………………………………………………

3. Легированные стали – сплавы железа с содержанием углерода 0,2–2% и добавкой других элементов (обычно – цветных металлов). По характеру применения легированные стали подразделяют на три группы: 1) конструкционные; 2) инструментальные; 3) с особыми свойствами (нержавеющие, кислотоупорные и жаропрочные стали). Приведите примеры использования таких сталей.

4. В результате передела чугуна в сталь добиваются снижения содержания примесей и особенно углерода (до 0,1–2%). Это придает стали ценные свойства, которых не было у чугуна: ковкость, способность прокатываться в тонкие листы, трубы, балки, рельсы, проволоку и т.д.

Из какого материала – чугуна или стали – изготовлены следующие изделия: а) маховики и станины машин и агрегатов; б) коленчатые валы двигателей; в) печная арматура; г) резцы в станках;
д) металлоконструкции, устойчивые к действию низких температур (в условиях Крайнего Севера);
е) детали, многократно подвергающиеся растяжению или сжатию (пружины, рельсы).

5. Сколько по массе чугуна (97% железа и 3% углерода) можно получить из килограмма руды, содержащей 66% магнетита Fe₃О₄?

6. На сплав алюминия и меди (алюминиевая бронза) подействовали избытком холодной азотной кислоты. Выделилось 2,24 л газа (н.у.). Вычислите массовые доли (в %) компонентов сплава, если его масса была равна 20 г.

7. Особое значение для авиа- и автопромышленности имеет дуралюмин – сплав Аl, Сu (4%), Мg (1,5%), Мn (0,5%), Si (0,5%) и Fe. По прочности этот сплав не уступает стали, но почти в 3 раза легче ее. При обработке 1 г порошка дуралюмина избытком водной щелочи выделилось 1,16 л водорода (н.у.). Определите содержание (в мас. %) Al и Fe в сплаве.

* Амфотерные гидроксиды при диссоциации образуют одновременно и катионы водорода H⁺, и гидроксид-ионы OH^–. Амфотерные гидроксиды – Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃, Be(OH)₂, Sn(OH)₄,
Pb(OH)₂ и др. Им соответствуют амфотерные оксиды – Al₂O₃, ZnO…

** Железняки – руды железа. Наряду с Fe₂O₃ и Fe₃O₄ известны бурый железняк Fe₂O₃•Н₂О, шпатовый железняк FeСO₃.

Тема 9. Металлы

Урок 49. Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов металлов

Основные типы кристаллических решеток металлов в виде шаровых упаковок: 1 – медь; 2 – магний; 3 – железо

Урок 50. Физические свойства металлов. Получение металлов

Кроссворд «Металлургия»

Пирометаллургия железа в бессемеровском конверторе

Гидрометаллургия – получение металлов электролизом растворов солей

Урок 51. Реакции металлов главных подгрупп

Урок 52. Свойства металлов побочных подгрупп

Аппарат Киппа

Урок 53. Сплавы металлов

Кружка из нержавеющей стали, инкрустированная желтой латунью

Урок 49.
Положение металлов в периодической системе
химических элементов Д.И.Менделеева.
Особенности строения атомов металлов

Основные типы
кристаллических решеток металлов
в виде шаровых упаковок:
1 – медь; 2 – магний; 3 – железо

Урок 50.
Физические свойства металлов.
Получение металлов

Пирометаллургия железа
в бессемеровском конверторе

Гидрометаллургия – получение металлов
электролизом растворов солей

Урок 51.
Реакции металлов главных подгрупп

Урок 52.
Свойства металлов побочных подгрупп

Кружка
из нержавеющей стали,
инкрустированная желтой латунью