Схемы взаимодействия кислот-окислителей с металлами

В схемах даны продукты восстановления серы и азота в зависимости от активности металла.

Действие cepной кислоты

пассив. H₂S

Н₂SO_4(конц.)

SO₂ S⁰, SO₂

Действие азотной кислоты

N₂, N₂O

Fe, Al

пассив. НNO_3(конц.)

NO₂

N₂, NO

K, Na

НNO_3(разб.) NН₄NO₃

NO

Примеры реакций:

Fe⁰ + 4НN⁵⁺O_3(разб.) ® Fe⁺³(NO₃)₂ + N⁺²O + 2Н₂О

Fe⁰ - 3ē ® Fe⁺³ 1

N⁺⁵ + 3ē ® N⁺² 1

4Са⁰ + 10НN⁵⁺O_3(конц.) ® 4Са²⁺(NO₃)₂ + N³⁺Н₄NO₃ + 3Н₂О

Са⁰ - 2ē ® Са²⁺ 4

N⁵⁺ + 8ē ® N^3- 1

г) взaимодействие металлов со щелочами.

В щелочах растворяются амфотерные металлы: Вe, Zn, Al, Sn, Pb.

Примеры реакций:

2Н₂О + 2Al + 2КОН ® 2КAlO₂ + Н₂­

Zn⁰ + 2КОН⁺¹ ® К₂Zn⁺²O₂ + Н₂⁰

Zn⁰ - 2ē ® Zn⁺² 1

2Н⁺ + 2ē ® Н₂⁰ 1

При написании продуктов реакции нужно помнить, что образуется соль щелочного металла и кислоты, образованной амфотерным металлом. Формулу соли можно написать, пользуясь правилом: общее число положительных зарядов равно общему числу отрицательных зарядов. Так как кислород имеет четное число степени окисления -2, то число атомов кислорода определяется по четному числу положительных зарядов. Например, в формуле КАlО₂ число положительных зарядов равно +4 (K⁺, Al⁺³), значит нужно взять 2 атома кислорода, чтобы число отрицательных зарядов равнялось -4.

В формуле: K₂ZnО₂ общее число положительных зарядов равно +2 у цинка и +1 у калия, т.е. число зарядов нечетное +3, удваиваем число атомов К, тогда число положительных зарядов будет равно +4, поэтому кислорода надо взять два атома.

д) в заимодействие металлов с солями.

Активные металлы вытесняют менее активные металлы из солей. Необходимо пользоваться рядом активности металлов.

Примеры реакций:

Cu⁺²SO₄ + Fe⁰ ® Fe⁺²SO₄ + Cu⁰

Cu⁺² + 2ē ® Cu⁰

Fe⁰ - 2ē ® Fe⁺².

Получение металлов

Металлы встречаются в природе в свободном и в связанном состоянии, в виде: оксидов, галогенидов, сульфидов, сульфатов, карбонатов и т.д.

Примеры соединений: NaCl, KСl, CaCO₃, CaSO₄, Na₂SO₄, Fe₂O₃, Fe₃O₄ и др.

Главным источником получения металлов являются руды, которые предварительно очищают от примесей, обогащают и превращают в формы, удобные для переработки: оксиды, хлориды, соли и т.д.

Получают металлы методом восстановления из ионов:

Меⁿ⁺ + nē ® Ме⁰.

Восстановление можно вести различными способами и различными восстановителями.

Способы получения: пирометаллургия, гидрометаллургия, электрохимические способы.

Восстановители: металлы, углерод, водород, оксид углерода (II), электрический ток.

Пирометаллургия

Восстановление безводных соединений металлов при высоких температурах с помощью металлов, углерода, оксида углерода (II).

В зависимости от восстановителя различают металлотермию, когда восстановителем является металл, карботермия – восстановитель углерод и его соединения.

Примеры.

Карботермия

Fe₂O₃ + 3C ® 2Fe + 3CO

FeO + CO ® Fe + CO₂

Металлотермия

TiCl₄ + 2Mg ® Ti + 2MgCl₂

Cr₂O₃ + 2Al ® 2Cr + Al₂O₃

Sb₂O₃ +2Fe ® Fe₂O₃ + 2Sb

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: