Цинк серебро кальций какие реагируют с соляной кислотой

Содержание
  1. Реакция металлов с соляной кислотой: признак взаимодействия цинка, железа и меди
  2. Какие вещества вступают в реакцию с соляной кислотой
  3. Признак взаимодействия с цинком, железом и другими металлами
  4. Как составить уравнение реакции
  5. Полезное видео
  6. 2.2.4. Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа).
  7. Химические свойства меди
  8. Взаимодействие с простыми веществами
  9. с кислородом
  10. с серой
  11. с галогенами
  12. Взаимодействие со сложными веществами
  13. с кислотами-неокислителями
  14. с кислотами-окислителями
  15. — концентрированной серной кислотой
  16. — с разбавленной азотной кислотой
  17. — с концентрированной азотной кислотой
  18. с оксидами неметаллов
  19. с оксидами металлов
  20. с солями металлов
  21. Коррозия меди
  22. Химические свойства цинка
  23. Химические свойства хрома
  24. Взаимодействие с неметаллами
  25. с кислородом
  26. с галогенами
  27. с азотом
  28. с серой
  29. Взаимодействие со сложными веществами
  30. Взаимодействие с водой
  31. Взаимодействие с кислотами
  32. Химические свойства железа
  33. Взаимодействие с простыми веществами
  34. С кислородом
  35. С серой
  36. С галогенами
  37. С водородом
  38. Взаимодействие со сложными веществами
  39. Взаимодействие с кислотами
  40. Коррозия (ржавление) железа

Реакция металлов с соляной кислотой: признак взаимодействия цинка, железа и меди

Известно доказанный факт, что соляная кислота взаимодействует с активными металлами. При этом часть веществ способна реагировать на такое соединение, другая часть остается нетронутой.

Неактивные металлы не могут реагировать на вещество: к ним относят золото, серебро, ртуть.

Соляная кислота представляет собой соединение хлора и водорода. Путем растворения в воде газообразного вещества под названием хлороводород получается данное соединение.

Ионы водорода при таком уравнении исполняют роль окислителя, что вызывает реакцию у активных металлов.

Какие вещества вступают в реакцию с соляной кислотой

На вступительных экзаменах по химии часто можно встретить задание на определение веществ, которые способны реагировать на соляную кислоту.

Кроме того, задание «составьте уравнение» нередко вызывает страх в глазах выпускников.

Чтобы не путаться с химическими задачами, рекомендуется подробнее изучить информацию о взаимодействии с данным соединением.

Все существующие вещества можно поделить на металлы, вытесняющие водород из соединения, не вытесняющие водород, а также активные и неактивные металлы.

В реакцию с соляной кислотой вступают такие вещества:

    Химические основания. Соляная кислота способна нейтрализовать основания. Как известно, они состоят из атома металла, на который и воздействует кислота.

К ним относят гидроксид натрия, бария, алюминия. Реакция нейтрализации дает образования соли и воды.
Металлы. Если обратиться к электрохимическому ряду, можно увидеть, что соляная кислота реагирует со всеми элементами, стоящими до водорода в этом ряду.

Сюда относят натрий, магний, алюминий, литий, барий, кальций, цинк, железо и другие элементы. При взаимодействии они образуют хлориды и выделяют газообразный водород.

  • Основные и атмосферные оксиды. Во время реакции происходит образование растворимых солей и воды. HCl взаимодействует с оксидом алюминия, меди, цинка, натрия.
  • Карбонаты. При взаимодействии с карбонатами кальция получится следующее уравнение: Ca­CO₃ + 2HCl→ Ca­Cl₂ + CO₂↑ + H₂O.

    Из него следует, что выделяется углекислый газ, а также образуется вода и угольная кислота.

  • Сильные окислители. Если вещество взаимодействует с перманганатом калия или диоксидом марганца, на выходе получается выделение газообразного хлора.
  • Аммиак. Такое взаимодействие ознаменовано выделением сильного дыма, поэтому в момент проведения опытов рекомендуется открыть все окна. Тогда выделяется хлорид аммония.
  • Признак взаимодействия с цинком, железом и другими металлами

    Если курс школьной химии был успешно забыт, можно вспомнить о том, какие бывают признаки взаимодействия металлов, вступающих в реакцию с соляной кислотой.

    Чтобы экспериментальные опыты не вызвали несчастного случая, рекомендуется заранее открыть все окна, вооружиться защитной одеждой, чтобы кожа рук была закрыта.

    Также рекомендуется использовать перчатки и повязку на лицо.

    Обратите внимание! Ниже будет рассказано о том, какие признаки говорят о вступлении в реакцию элементов с соединением.

    Чтобы не проводить наглядные опыты, можно воспользоваться теоретической информацией.

    Рассмотрим, что происходит, если добавить немного кислоты на определенный вид металла:

    Металл Признак взаимодействия
    Цинк Если опустить этот металл серебристого цвета в пробирку с указанным веществом, можно постепенно наблюдать выделение небольшого количества пузырьков и водорода.

    В результате возникает хлорид цинка Zn­Cl₂ Железо Во время такого взаимодействия образуется хлористое железо.

    Реакция происходит медленно, однако, если пробирку подогреть, то процесс пойдет быстрее Литий При реакции образуется хлорид лития 2Li­Cl, выделяется водород.

    На поверхности этого металла, относящегося к щелочной группе, можно увидеть маленькие пузыри Кремний В результате такого соединения возникает сложный компонент под названием хлорсилан.

    Также выделяется газообразный водород. Такая реакция происходит при условии нагревания до 350 градусов, а в качестве катализатора выступает медь Магний При таком взаимодействии наблюдает выделение теплоты, металл начинает плавиться

    Как составить уравнение реакции

    Одно из самых распространенных заданий на экзаменах и в контрольных работах – составить уравнение на реакцию HCl, в данном случае – соляной, с другими веществами или соединениями.

    Чтобы не запутаться в решении, предлагаем несколько советов и шпаргалок для легкого запоминания:

    • Запомните буквенное обозначение данного вещества – соляная кислота в химии обозначается как HCl: если вещество разбавленное, это указывается в скобках рядом.
    • Как уже было сказано выше, вещество способно реагировать с активными металлами, стоящими до водорода в электрохимическом ряду; кроме того, она реагирует на основания, оксиды, гидроксиды и карбонаты.
    • Химические основания обозначаются как OH, оксиды – O, гидроксиды – OH2, карбонаты – CO3.
    • Уравнение реакции всегда будет иметь знак +, потому как в процессе взаимодействия происходит соединение нескольких компонентов.
    • HCl может идти первым или вторым слагаемым, после прибавления металла, вещества идет знак =, после этого описывается реакция, где указаны продукты распада.
    • Например, при реакции кислоты серы с сульфатом магния получается такое уравнение: Mg+H2SO4 = MgSO4+H2.
    • Соляная кислота и гидроксид бария дают такое уравнение: 2HCl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H2O.
    • При реакции соединения водорода, хлора и мела образуется хлорид кальция: СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + СО2 + Н2О.
    • Раствор карбоната натрия с кислотой выглядит так: HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2.

    Составить уравнение несложно, важно изначально правильно обозначить буквенные символы каждого элемента или вещества.

    Для правильного уравновешивания формулы пользуются правилами школьного курса химии, основанными на математическом принципе расстановки коэффициентов.

    Полезное видео

    Источник

    2.2.4. Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа).

    Химические свойства меди

    Медь (Cu) относится к d-элементам и расположена в IB группе периодической таблицы Д.И.Менделеева. Электронная конфигурация атома меди в основном состоянии записывается виде 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 вместо предполагаемой формулы 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2 . Другими словами, в случае атома меди наблюдается так называемый «проскок электрона» с 4s-подуровня на 3d-подуровень. Для меди, кроме нуля, возможны степени окисления +1 и +2. Степень окисления +1 склонна к диспропорционированию и стабильна лишь в нерастворимых соединениях типа CuI, CuCl, Cu2O и т. д., а также в комплексных соединениях, например, [Cu(NH3)2]Cl и [Cu(NH3)2]OH. Соединения меди в степени окисления +1 не имеют конкретной окраски. Так, оксид меди (I) в зависимости от размеров кристаллов может быть темно-красный (крупные кристаллы) и желтый (мелкие кристаллы), CuCl и CuI — белыe, а Cu2S — черно-синий. Более химически устойчивой является степень окисления меди, равная +2. Соли, содержащие медь в данной степени окисления, имеют синюю и сине-зеленую окраску.

    Медь является очень мягким, ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью. Окраска металлической меди красно-розовая. Медь находится в ряду активности металлов правее водорода, т.е. относится к малоактивным металлам.

    Взаимодействие с простыми веществами

    с кислородом

    В обычных условиях медь с кислородом не взаимодействует. Для протекания реакции между ними требуется нагрев. В зависимости от избытка или недостатка кислорода и температурных условий может образовать оксид меди (II) и оксид меди (I):

    с серой

    Реакция серы с медью в зависимости от условий проведения может приводить к образованию как сульфида меди (I), так и сульфида меди (II). При нагревании смеси порошкообразных Cu и S до температуры 300-400 о С образуется сульфид меди (I):

    При избытке серы и проведении реакции при температуре более 400 о С образуется сульфид меди (II). Однако, более простым способом получения сульфида меди (II) из простых веществ является взаимодействие меди с серой, растворенной в сероуглероде:

    Данная реакция протекает при комнатной температуре.

    с галогенами

    С фтором, хлором и бромом медь реагирует, образуя галогениды с общей формулой CuHal2, где Hal – F, Cl или Br:

    В случае с йодом — самым слабым окислителем среди галогенов — образуется иодид меди (I):

    С водородом, азотом, углеродом и кремнием медь не взаимодействует.

    Взаимодействие со сложными веществами

    с кислотами-неокислителями

    Кислотами-неокислителями являются практически все кислоты, кроме концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации. Поскольку кислоты-неокислители в состоянии окислить только металлы, находящиеся в ряду активности до водорода; это означает, что медь с такими кислотами не реагирует.

    с кислотами-окислителями

    — концентрированной серной кислотой

    С концентрированной серной кислотой медь реагирует как при нагревании, так и при комнатной температуре. При нагревании реакция протекает в соответствии с уравнением:

    Поскольку медь не является сильным восстановителем, сера восстанавливается в данной реакции только до степени окисления +4 (в SO2).

    — с разбавленной азотной кислотой

    Реакция меди с разбавленной HNO3 приводит к образованию нитрата меди (II) и монооксида азота:

    — с концентрированной азотной кислотой

    Концентрированная HNO3 легко реагирует с медью при обычных условиях. Отличие реакции меди с концентрированной азотной кислотой от взаимодействия с разбавленной азотной кислотой заключается в продукте восстановления азота. В случае концентрированной HNO3 азот восстанавливается в меньшей степени: вместо оксида азота (II) образуется оксид азота (IV), что связано с большей конкуренцией между молекулами азотной кислоты в концентрированной кислоте за электроны восстановителя (Cu):

    с оксидами неметаллов

    Медь реагирует с некоторыми оксидами неметаллов. Например, с такими оксидами, как NO2, NO, N2O медь окисляется до оксида меди (II), а азот восстанавливается до степени окисления 0, т.е. образуется простое вещество N2:

    В случае диоксида серы, вместо простого вещества (серы) образуется сульфид меди(I). Связано это с тем, что медь с серой, в отличие от азота, реагирует:

    с оксидами металлов

    При спекании металлической меди с оксидом меди (II) при температуре 1000-2000 о С может быть получен оксид меди (I):

    Также металлическая медь может восстановить при прокаливании оксид железа (III) до оксида железа (II):

    с солями металлов

    Медь вытесняет менее активные металлы (правее нее в ряду активности) из растворов их солей:

    Также имеет место интересная реакция, в которой медь растворяется в соли более активного металла – железа в степени окисления +3. Однако противоречий нет, т.к. медь не вытесняет железо из его соли, а лишь восстанавливает его со степени окисления +3 до степени окисления +2:

    Последняя реакция используется при производстве микросхем на стадии травления медных плат.

    Коррозия меди

    Медь со временем подвергается коррозии при контакте с влагой, углекислым газом и кислородом воздуха:

    В результате протекания данной реакции медные изделия покрываются рыхлым сине-зеленым налетом гидроксокарбоната меди (II).

    Химические свойства цинка

    Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d 10 4s 2 . Для цинка возможна только одна единственная степень окисления, равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)2 обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.

    Цинк при хранении на воздухе тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида ZnO. Особенно легко окисление протекает при высокой влажности и в присутствии углекислого газа вследствие протекания реакции:

    Пар цинка горит на воздухе, а тонкая полоска цинка после накаливания в пламени горелки сгорает в нем зеленоватым пламенем:

    При нагревании металлический цинк также взаимодействует с галогенами, серой, фосфором:

    С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует.

    Цинк реагирует с кислотами-неокислителями с выделением водорода:

    Особенно легко растворяется в кислотах технический цинк, поскольку содержит в себе примеси других менее активных металлов, в частности, кадмия и меди. Высокочистый цинк по определенным причинам устойчив к воздействию кислот. Для того чтобы ускорить реакцию, образец цинка высокой степени чистоты приводят в соприкосновение с медью или добавляют в раствор кислоты немного соли меди.

    При температуре 800-900 o C (красное каление) металлический цинк, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействует с перегретым водяным паром, выделяя из него водород:

    Цинк реагирует также и с кислотами-окислителями: серной концентрированной и азотной.

    Цинк как активный металл может образовывать с концентрированной серной кислотой сернистый газ, элементарную серу и даже сероводород.

    Состав продуктов восстановления азотной кислоты определяется концентрацией раствора:

    На направление протекания процесса влияют также температура, количество кислоты, чистота металла, время проведения реакции.

    Цинк реагирует с растворами щелочей, при этом образуются тетрагидроксоцинкаты и водород:

    С безводными щелочами цинк при сплавлении образует цинкаты и водород:

    В сильнощелочной среде цинк является крайне сильным восстановителем, способным восстанавливать азот в нитратах и нитритах до аммиака:

    Благодаря комплексообразованию цинк медленно растворяется в растворе аммиака, восстанавливая водород:

    Также цинк восстанавливает менее активные металлы (правее него в ряду активности) из водных растворов их солей:

    Химические свойства хрома

    Хром — элемент VIB группы таблицы Менделеева. Электронная конфигурация атома хрома записывается как 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 , т.е. в случае хрома, также как и в случае атома меди, наблюдается так называемый «проскок электрона»

    Наиболее часто проявляемыми степенями окисления хрома являются значения +2, +3 и +6. Их следует запомнить, и в рамках программы ЕГЭ по химии можно считать, что других степеней окисления хром не имеет.

    При обычных условиях хром устойчив к коррозии как на воздухе, так и в воде.

    Взаимодействие с неметаллами

    с кислородом

    Раскаленный до температуры более 600 o С порошкообразный металлический хром сгорает в чистом кислороде образуя окcид хрома (III):

    с галогенами

    С хлором и фтором хром реагирует при более низких температурах, чем с кислородом (250 и 300 o C соответственно):

    С бромом же хром реагирует при температуре красного каления (850-900 o C):

    с азотом

    С азотом металлический хром взаимодействует при температурах более 1000 o С:

    с серой

    С серой хром может образовывать как сульфид хрома (II) так и сульфид хрома (III), что зависит от пропорций серы и хрома:

    С водородом хром не реагирует.

    Взаимодействие со сложными веществами

    Взаимодействие с водой

    Хром относится к металлам средней активности (расположен в ряду активности металлов между алюминием и водородом). Это означает, что реакция протекает между раскаленным до красного каления хромом и перегретым водяным паром:

    Взаимодействие с кислотами

    Хром при обычных условиях пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами, однако, растворяется в них при кипячении, при этом окисляясь до степени окисления +3:

    В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является простое вещество N2:

    Хром расположен в ряду активности левее водорода, а это значит, что он способен выделять H2 из растворов кислот-неокислителей. В ходе таких реакций в отсутствие доступа кислорода воздуха образуются соли хрома (II):

    При проведении же реакции на открытом воздухе, двухвалентный хром мгновенно окисляется содержащимся в воздухе кислородом до степени окисления +3. При этом, например, уравнение с соляной кислотой примет вид:

    При сплавлении металлического хрома с сильными окислителями в присутствии щелочей хром окисляется до степени окисления +6, образуя хроматы:

    Химические свойства железа

    Железо Fe, химический элемент, находящийся в VIIIB группе и имеющий порядковый номер 26 в таблице Менделеева. Распределение электронов в атоме железа следующее 26Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 , то есть железо относится к d-элементам, поскольку заполняемым в его случае является d-подуровень. Для него наиболее характерны две степени окисления +2 и +3. У оксида FeO и гидроксида Fe(OH)2 преобладают основные свойства, у оксида Fe2O3 и гидроксида Fe(OH)3 заметно выражены амфотерные. Так оксид и гидроксид железа (lll) в некоторой степени растворяются при кипячении в концентрированных растворах щелочей, а также реагируют с безводными щелочами при сплавлении. Следует отметить что степень окисления железа +2 весьма неустойчива, и легко переходит в степень окисления +3. Также известны соединения железа в редкой степени окисления +6 – ферраты, соли не существующей «железной кислоты» H2FeO4. Указанные соединения относительно устойчивы лишь в твердом состоянии, либо в сильнощелочных растворах. При недостаточной щелочности среды ферраты довольно быстро окисляют даже воду, выделяя из нее кислород.

    Взаимодействие с простыми веществами

    С кислородом

    При сгорании в чистом кислороде железо образует, так называемую, железную окалину, имеющую формулу Fe3O4 и фактически представляющую собой смешанный оксид, состав которого условно можно представить формулой FeO∙Fe2O3. Реакция горения железа имеет вид:

    С серой

    При нагревании железо реагирует с серой, образуя сульфид двухвалентого железа:

    Либо же при избытке серы дисульфид железа:

    С галогенами

    Всеми галогенами кроме йода металлическое железо окисляется до степени окисления +3, образуя галогениды железа (lll):

    2Fe + 3F2 =t o => 2FeF3 – фторид железа (lll)

    2Fe + 3Cl2 =t o => 2FeCl3 – хлорид железа (lll)

    2Fe + 3Br2 =t o => 2FeBr3 – бромид железа (lll)

    Йод же, как наиболее слабый окислитель среди галогенов, окисляет железо лишь до степени окисления +2:

    Следует отметить, что соединения трехвалентного железа легко окисляют иодид-ионы в водном растворе до свободного йода I2 при этом восстанавливаясь до степени окисления +2. Примеры, подобных реакций из банка ФИПИ:

    С водородом

    Железо с водородом не реагирует (с водородом из металлов реагируют только щелочные металлы и щелочноземельные):

    Взаимодействие со сложными веществами

    Взаимодействие с кислотами

    С кислотами-неокислителями

    Так как железо расположено в ряду активности левее водорода, это значит, что оно способно вытеснять водород из кислот-неокислителей (почти все кислоты кроме H2SO4 (конц.) и HNO3 любой концентрации):

    Нужно обратить внимание на такую уловку в заданиях ЕГЭ, как вопрос на тему того до какой степени окисления окислится железо при действии на него разбавленной и концентрированной соляной кислоты. Правильный ответ – до +2 в обоих случаях.

    Ловушка здесь заключается в интуитивном ожидании более глубокого окисления железа (до с.о. +3) в случае его взаимодействия с концентрированной соляной кислотой.

    Взаимодействие с кислотами-окислителями

    С концентрированными серной и азотной кислотами в обычных условиях железо не реагирует по причине пассивации. Однако, реагирует с ними при кипячении:

    Обратите внимание на то, что разбавленная серная кислота окисляет железо до степени окисления +2, а концентрированная до +3.

    Коррозия (ржавление) железа

    На влажном воздухе железо весьма быстро подвергается ржавлению:

    С водой в отсутствие кислорода железо не реагирует ни в обычных условиях, ни при кипячении. Реакция с водой протекает лишь при температуре выше температуры красного каления (>800 о С). т.е.:

    Источник

    Читайте также:  Мужской перстень георгий победоносец серебро
    Adblock
    detector