Приклади розв’язання типових задач

Задача 1. Яки з приведених нижче кінцівок електронних формул належать до металів?: а)…3p⁶4s¹; б)….4p⁶4d²5s²; в)….2p⁶3s²3p⁵; г)….4p⁶4d¹⁰5s²; д)….4d¹⁰5s²5p²; е)…..4d¹⁰5s²5p⁴; ж)….3d¹⁰4s²4p¹; з)….2s²2p⁶

Розв’язання. До металів відносяться s– елементи (випадок – а), частина р-елементів (випадки – д,ж – 1-2 електрони на р-підрівні),і d- елементи (б,г). В випадках в,е,з маємо неметали.

Задача 2. Написати рівняння взаємодії магнію з розчинами концентрованої сульфатної та дуже розведеної нітратної кислот. Вказати атоми (речовини) окисників і відновників; речовини- продукти окиснення і відновлення. Розставити коефіцієнти методом електронного балансу.

Розв’язання. Магній відноситься до групи дуже активних металів. Тому він буде відновлювати сульфур сульфатної кислоти до сірководню:

4 Mg + H₂SO_{4 конц.} 1 H₂S + 4 MgSO₄ + H₂O

Mg⁰ -2e = Mg²⁺ x8 x4 основні

S⁺⁶ + 8e = S^-2 x2, x1 коефіцієнти

Mg - відновник, S⁺⁶ - окисник; MgSO₄ - продукт окиснення, H₂S – продукт відновлення. Розставимо коефіцієнти:

Перед кислотою ставимо сумарний коефіцієнт, котрий рахуємо по кількості атомів сульфуру в правой частині рівняння – 5. В останню чергу рахуємо кількість атомів гідрогену в лівой частині рівняння– 10. Тому і з права повинно бути стільки же: 2Н є в Н₂S, тому буде 4H₂O. Перевірка оксигену дає по 20 атомів О в обох частинах рівняння. Коефіцієнти розставлені вірно:

4Mg + 5H₂SO_{4 конц.} = H₂S + 4MgSO₄ + 4H₂O.

Тепер реакція з нітратною кислотою:

4 Mg + HNO_{3 дуже розвед.} 1 NH₄NO₃ + 4 Mg(NO₃)₂ + H₂O

N⁺⁵ + 8e = N^-3 x2 x1 основні

Mg⁰ - 2e = Mg²⁺ x8 x4 коефіцієнти

Mg - відновник, N⁺⁵ - окисник; Mg(NO₃)₂ - продукт окиснення, NH₄NO₃ – продукт відновлення. Розставимо коефіцієнти: Всього атомів N з права 10, тому ставимо 10 перед HNO₃. Тоді зліва буде 10 атомів Н. В той же час з права вже є 4 Н в складі солі, тому перед водою ставимо 3:

4 Mg + 10 HNO_{3 дуже розвед.} = 1 NH₄NO₃ + 4 Mg(NO₃)₂ + 3 H₂O

Коефіцієнти поставлені перед всьома речовинами. Перевірка по кількостям оксигену дає по 30. Коефіцієнти розставлені вірно.

Запитання для самоконтроля

1. Яки хімічні елементи з точки зору електронної будови атомів відносяться до металів?

2. Яки фізичні властивості характерні для металів?

3. Як пояснити наявність тільки відновних властивостей у металів?

4. Для того, щоб метал вступав в якусь-не будь реакцію, його стандартний окисно-відновний потенціал має бути меншим ніж у окисника, чи навпаки?

5. Чому більшість металів (крім лужних та лужноземельних) не реагує з водою?

6. В яких випадках метали реагують з розчинами лугів?

7. У чому різниця між продуктами окиснення металів з розплавами та розчинами лугів в випадку одного й того ж металу?

8. Чим відрізняються так звані кислоти-неокисники і кислоти-окисники?

9. Атоми яких хімічних елементів є окисниками в кислотах-окисниках?

10. Від яких факторів залежіть повнота відновлення атому-окисника в кислотах-окисниках?

11. Чим відрізняється дія сульфатної кислоти розведеної та концентрованої на метали?

12. В випадках яких металів ступень відновлення іонів нітрогену і сульфуру з нітратної та сульфатної кислот найменша та найбільша?

13. Як діє концентрована нітратна кислота на метали?

14. Що таке пасивація металів при дії на них концентрованих сульфатної і нітратної кислот на холоду (без нагрівання)?