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 + H2SO4 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 + 5H2SO4 конц. = H2S + 4MgSO4 + 4H2O.
Тепер реакція з нітратною кислотою:
4 Mg + HNO3 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 HNO3 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)?