Quot; Алюміній, олово, свинець – quot; (9, 11 класи)

Алюміній, олово, свинець

Алюміній, олово, свинець – елементи основних підгруп III і IV груп. Належать дор-металів.

На зовнішньому енергетичному рівні в атомів алюмінію знаходиться три електрони (3s23p1), тому в більшості сполук він виявляє ступінь окислення +3.

На повітрі алюміній покривається дуже міцною оксидною плівкою, яка визначає його високу корозійну стійкість:

4А1 + 3О2 = 2А12О3.

При дії на алюміній водних розчинів луговий шар оксиду розчиняється: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O = 2 Na [ Al ( OH ) 4 ], алюміній, позбавлений захисної плівки, взаємодіє з водою: Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3Н 2 ↑.

Розведені соляна та сірчана кислоти легко розчиняють алюміній, особливо при нагріванні.У концентрованих азотної та сірчаної кислотах, а також у сильно розведеній азотній кислоті алюміній стійкий, так як ці кислоти пасивують алюміній, зміцнюючи захисну плівку оксидну на його поверхні.

Алюміній легко розчиняється в розчинах лугів з утворенням гідроксоалюмінатів та водню:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na [Al (OH) 4] + 3 Н 2 ↑.

Гідроксид алюмінію Al(OH) 3 виходить дією лугу на розчин солі і, як амфотерний гідроксид, легко розчиняється у надлишку лугу з утворенням гідроксоалюмінату, так і сильних кислот, даючи солі алюмінію.

Атомиолова і свинцюна зовнішньому енергетичному рівні мають по 4 електрони (ns2р2). Тому характерні ступені окислення олова та свинцю +2 та +4. Для олова найбільш стійкими є сполуки зі ступенем окиснення +4. Тому з'єднання Sn(II) є відновниками. Для свинцю,навпаки, найбільш типові сполуки зі ступенем окиснення +2. Внаслідок цієї сполуки Pb (IV) виявляють себе як окислювачі.

У звичайних умовах олово стійке по відношенню до повітря і води, свинець на повітрі окислюється, покриваючись синювато-сірою плівкою:

У ряді напруг олово та свинець розташовані безпосередньо перед воднем. У розведених HCl та H 2 SO 4 олово розчиняється дуже повільно з утворенням Sn 2+ та виділенням водню, а свинець у цих кислотах майже не розчиняється, оскільки покривається нерозчинними продуктами окиснення PbCl 2 та PbSO 4 . У концентрованій HCl ці метали розчиняються з утворенням хлорокомплексів:

Концентрована H 2 SO 4 окислює олово до Sn(SO 4 ) 2 а свинець до Pb(HSO 4 ) 2 ; Н 2 SO 4 у своїй відновлюється до SO 2 . Розведеної HNO 3 олово і свинець окислюються до нітратів М(NO 3 ) 2 відновлюючи HNO 3 до NO: 3М + 8HNO 3 (розб.) = 3М(NO3) 2 + 2NO + 4Н 2 О

Концентрована HNO 3 переводить олово в олов'яну кислоту H 2 SnO 3 а свинець - в сіль Pb(NO 3 ) 2 HNO 3 відновлюється до NO 2 .

При нагріванні обидва метали розчиняються у водних розчинах лугів:

Олово та свинець утворюють нерозчинні у воді оксиди: SnO, PbO та SnO 2 , PbO 2 . Цим оксидам відповідають гідроксиди, що мають амфотерні властивості. У гідроксидах олова (II) та свинцю (II) переважають основні властивості, а в гідроксидах олова (IV) та свинцю (IV) – кислотні.

Завдання та вправи для самостійного вирішення

1. Скласти рівняння реакцій, які потрібно провести для здійснення наступних перетворень:

2. Чим можна пояснити відновлювальні властивості сполук олова (II) та окисні властивості сполук свинцю (IV)? Закінчити рівнянняреакцій: а) SnCl 2 + HgCl 2 = …; б) KCrO 2 + PbO 2 + KOH = K 2 CrO 4 + ….

3. Які оксиди та гідроксиди утворює олово? Як змінюються їх кислотно-основні властивості залежно від ступеня окиснення Sn? Закінчити рівняння реакцій: а) SnO 2 + KOH = …; б) SnO + H 2 SO 4 = …;

4. При спалюванні 18 г алюмінію у кисні виділилося 558 кДж теплоти. Визначити ентальпію освіти Al 2 O 3 . (Відповідь: −1674 кДж/моль).

5. Закінчити рівняння окисно-відновних реакцій:

6. Написати рівняння реакцій взаємодії металів із кислотами:

7. Закінчити у молекулярному та іонному вигляді рівняння реакцій гідролізу солей: а) AlCl 3 + H 2 O ↔ …; б) SnSO 4 + H 2 O ↔ …;

8. Які оксиди та гідроксиди утворює свинець? Як змінюються їх кислотно-основні та окислювально-відновні властивості залежно від ступеня окиснення свинцю? Закінчити рівняння реакцій:

а) PbO 2 + NaOH = …; б) PbO + HNO 3 = …; в) Pb(OH) 2 + KOH = ….

9. Закінчити рівняння реакцій: а) Al + HCl = …; б) Sn + HNO 3 (розб.) = …; в) Pb + HNO 3 (Розб.) = …; г) Al + KOH + H 2 O = ….

10. Як можна отримати α-олов'яну кислоту, а потім перевести її в розчин? Написати відповідні рівняння реакцій.

11. При електроліз водного розчину SnCl2 на аноді виділилося 4,48 л хлору (умови нормальні). Знайти масу олова, що виділився на катоді.

12. Як можна перевести в розчин металевий свинець? Скласти відповідні рівняння реакцій.

13. Скласти схеми електролізу водного розчину Pb(NO 3 ) 2 якщо:

а) анод свинцевий; б) анод вугільний.

14. Як можна перевести у розчин металеве олово?Скласти відповідні рівняння реакцій.

15. До розчину, що містить SnSO 4 і Pb(NO 3 ) 2 додали надлишок розчину КОН. Скласти молекулярні та іонні рівняння реакцій, що при цьому відбуваються.

16.Як можна перевести в розчин металевий алюміній? Скласти відповідні рівняння реакцій.

17. Закінчити рівняння реакцій:

18. Закінчити рівняння реакцій:

утворенням гідроксоалюмінату, так і сильних кислот, даючи солі алюмінію.

Атоми олова і свинцю на зовнішньому енергетичному рівні мають по 4 електрони (ns2р2). Тому характерні ступені окислення олова та свинцю +2 та +4. Для олова найбільш стійкими є сполуки зі ступенем окиснення +4. Тому з'єднання Sn(II) є відновниками. Для свинцю, навпаки, найбільш типові сполуки зі ступенем окиснення +2. Внаслідок цієї сполуки Pb (IV) виявляють себе як окислювачі.

Pb + O 2 + CO 2 = PbO∙PbCO 3

М + 4HCl (конц.) = Н 2 [MCl 4] + H 2 ↑.

Концентрована H 2 SO 4 окислює олово до Sn(SO 4 ) 2 а свинець до Pb(HSO 4 ) 2 ; Н 2 SO 4 у своїй відновлюється до SO 2 . Розведеної HNO 3 олово і свинець окислюються до нітратів М(NO 3 ) 2 ,відновлюючи HNO 3 до NO:

3М + 8HNO 3 (розб.) = 3М(NO 3 ) 2 + 2NO + 4Н 2

Концентрована HNO 3 переводить олово в олов'яну кислоту H 2 SnO 3 а свинець - в сіль Pb(NO 3 ) 2 HNO 3 відновлюється до NO 2 .

При нагріванні обидва метали розчиняються у водних розчинах лугів:

М + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [M (OH) 4] + H 2 ↑.