Лабораторная работа натему: Свойства металлов и неметаллов

Автор: Голопёрова Ирина Ивановна

Организация: ГБПОУ ''Донецкий техникум химических технологий и фармации''

Населенный пункт: Донецк

Цель: выяснить химические свойства металлов и неметаллов, а так же их соединений. Доказать наличие ионов металлов и неметаллов в веществах.

Оборудование и реактивы:

Фарфоровая чашка, пробирки, спиртовка

Натрий металлический, медь металлическая, железные гвозди, порошок магния, фенолфталеин, лакмус, растворы хлорид натрия, хлорида калия, сульфата меди, серной кислоты разб., перекиси водорода, аммиака, сульфата натрия, хлорида бария, бромида калия, йодида калия, нитрата серебра.

Справочные материалы:

Основной особенностью всех металлов является наличие небольшого количества электронов на внешнем электронном слое (1-3). Металлы легко отдают валентные электроны и являются хорошими восстановителями. Лучшими восстановителями являются щелочные и щелочноземельные металлы.

По степени химической активности металлы располагаются в ряд напряжений, где активность понижается слева направо:

1. Чем левее находится металл в раду напряжений, тем он химически активен и обладает большей восстановительной способностью, т.е. легче окисляется и труднее восстанавливается из его ионов.
2. Чем правее расположен металл, тем он химически менее активен и обладает меньшей восстановительной способностью, т.е. труднее окисляется и легче восстанавливается из его ионов.
3. Каждый металл ряда восстанавливает катионы всех следующих за ним в ряду металлов из растворов их солей.
4. Металлы, стоящие в ряду левее Н₂ восстанавливают его из разбавленных кислот (кроме азотной), а магний и стоящие левее него металлы вытесняют водород из воды при обычной температуры. Металлы, стоящие правее водорода в ряду напряжений, не вытесняют его из кислот.

Неметаллы в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева представлены р-элементами с общей электронной конфигурацией ns2 nр1-6 и двумя s-элементами (Н и Нe).

В периодах слева направо атомные и ионные радиусы неметаллов (по мере увеличения заряда ядра) уменьшаются, при этом энергия ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность в целом возрастают. Характерная неметаллам окислительная активность и неметаллические свойства усиливаются.

В группах радиусы атомов у однотипных ионов в общем увеличиваются, неметаллические свойства ослабевают, а металлические возрастают. При переходе от 2р-элементов к 6р-элементам энергия ионизации уменьшается, так как усиливается экранирование заряда ядер электронами, предшествующими внешним.

На свойства неметаллов и их соединений оказывает влияние как появление новых подуровней на внешней электронной оболочке, так и заполнение подуровней внутренних оболочек. Элементы второго периода В, С, N, О, F резко отличаются от р-элементов нижеследующих периодов. Причина этого заключена в имеющемся у элементов третьего периода свободном d-подуровне, способном принимать р-электроны при их распаривании. Элементы азот, кислород и фтор обладают ярко выраженной способностью участвовать в образовании водородных связей. Элементы третьего и последующих периодов эту способность теряют.

Вдоль периода у неметаллов падает способность к образованию положительных ионов с зарядом, отвечающим номеру группы. Наоборот, способность к образованию отрицательных ионов возрастает.

Ход работы:

Опыт №1 Взаимодействие натрия с водой.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/8595331475974027055

Налить в химический стакан до половины дистиллированной воды. Возьмите пинцетом из керосина кусочек натрия, высушите его фильтровальной бумагой и внесите в чашку. Какой газ образуется в растворе? Проверьте опыт, добавив соответствующий индикатор. Какой метал должен реагировать с водой активнее и почему? Напишите уравнение реакции. Является ли этот процесс окислительно-восстановительным? Ответ объяснить.

Опыт №2. Окрашивание пламени солями натрия и калия.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/13024942055422001796

Налейте в одну пробирку 5 мл раствора нитрата натрия, а в другую столько же нитрата калия. В пламени горелки тщательно прокалите железную проволоку. Смочите ее раствором нитрата натрия и внесите в пламя горелки. В какой цвет окрасилось пламя? Повторите опыт с нитратом калия. В какой цвет окрасилось пламя?

Опыт №3 Взаимодействие металлов с растворами солей.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/13268171087909503851

Прилейте в одну пробирку 2 мл раствора сульфата меди, а в другую столько же сульфата алюминия. Опустите в каждую из пробирок очищенный железный гвоздь. Что наблюдаете? Укажите признак протекания химической реакции. Напишите уравнения реакции, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель. На основании результатов опыта, сделайте вывод. Сравните активности алюминия, железа и меди.

Опыт №4 Взаимодействие магния с водой.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/17271569176721349215

Насыпьте немного порошка магния в пробирку, наполненную наполовину водой. Реагирует ли магний при комнатной температуре? Нагрейте содержимое до кипения. Что происходит? По окончанию реакции добавьте индикатор – как изменится цвет? Составьте уравнения реакции магния с водой.

Опыт №5 Действие разбавленной серной кислоты на медь.

Посмотреть опыт:

Поместите в пробирку немного медных стружек и прилейте разбавленную серную кислоту. Заметных изменений не происходит. Прилейте в пробирку несколько капель раствора перекиси водорода. Пробирку слегка взболтайте и наблюдайте за изменениями. Объясните происходящие явления. Напишите уравнения реакций

Опыт №6 Свойства аммиака.

Посмотреть опыт: https://rutube.ru/video/4b777f6e992f97e27f3b25885dbdca93/

Налейте в пробирку 1-2 мл водного раствора аммиака и добавьте в нее 1-2 капли лакмуса. В какой цвет окрасится раствор? Какими кислотно-основными свойствами обладает NH₄OH? Напишите уравнение диссоциации гидроксида аммония.

Опыт № 7 Качественная реакция на сульфат-ион.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/15811063416488403062

Налейте в пробирку несколько капель растворимой соли серной кислоты и добавьте раствор хлорида бария. Запишите наблюдения и укажите цвет выпавшего осадка. Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

Добавьте в пробирку 1-2 мл раствора соляной кислоты. Наблюдается ли растворение осадка? Сделайте вывод по результатам опыта.

8. Опыт №8 Реакции обнаружения галогенид-ионов.

Посмотреть опыт: https://yandex.ru/video/preview/14254836896215560534

В три пробирки налейте по 1-2 мл растворов: в первую – хлорида натрия, во вторую – бромида калия и в третью – йодида калия. Во все три пробирки добавьте по 2-3 капли нитрата серебра. Какого цвета получены осадки? Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод по результатам опыта.

Сделайте общий вывод: