С: описать свойства металлов и указать металлы-рекордсмены

Общие физические свойства мекталлов:

1) Пластичность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду - Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe уменьшается.
2) Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.
3) Электропроводность. Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду - Ag, Cu, Al, Fe уменьшается. При нагревании электропроводность уменьшается, т. к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение "электронного газа".
4) Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.
5) Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло) ; самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.
6) Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (r=0,53 г/см3); самый тяжелый – осмий (r=22,6 г/см3).
Металлы, имеющие r < 5 г/см3 считаются "легкими металлами".
7) Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т. пл. = -39°C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (t°пл. = 3390°C).
Металлы с t°пл. выше 1000°C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

Все металлы являются восстановителями. Для металлов главных подгрупп восстановительная активность отдавать электроны) возрастает сверху вниз и справа налево. Например, Натрий и кальций вытесняют водород из воды уже при обычных условиях:

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2¬ ; 2Na + 2H2O  2NaOH + H20

А магний при повышении температуры:

Mg + H2O –t MgO + H2

Восстановительная и химическая активность элементов побочных подгрупп увеличивается снизу вверх по группе (например, серебро на воздухе окисляется, а золото нет; медь вытесняет серебро из его соли) :

Cu + 2AgNO3 → 2Ag ↓ + Cu(NO3)2
Cu0 -2 ē → Cu+2 1 О. О. В.
Ag+ + ē → Ag0 2 В. В. О.

Высшая положительная степень окисления для металлов главных подгрупп в их соединениях равна номеру группы (например, NaCl, MgCl2, AlCl3, SnCl4), а для металлов побочных подгрупп в их кислородосодержащих соединениях также часто совпадает с номером группы (например, ZnO, TiO2, V2O5, CrO3, KMnO4).
Свойства оксидов металлов слева направо по периоду и снизу вверх по группе изменяются от основных к амфотерным для металлов главных подгрупп (Na2O и MgO – основные оксиды, Al2O3 и BeO – амфотерные) . Для металлов побочных подгрупп свойства оксидов, в которых металлы проявляют свою высшую степень окисления, изменяются от основных через амфотерные к кислотным ( CuO - основной, ZnO - амфотерный, CrO3 - кислотный) .
Сила оснований, образуемых металлами главных подгрупп увеличивается справа налево по периоду и сверху вниз по группе ( Be(OH)2 и Al(OH)3– амфотерные гидроксиды, Mg(OH)2 - слабое основание, NaOHи – Ca(OH)2 сильные основания) . Гидраты оксидов металлов побочных подгрупп с высшими степенями окисления металла вдоль периода слева направо меняют свои свойства от оснований через амфотерные гидроксиды к кислотам ( Cu(OH)2 - основание, Zn(OH)2 - амфотерный гидроксид, H2CrO4 - кислота) .
В природе металлы встречаются в основном в виде соединений – оксидов или солей. Исключение составляют такие малоактивные металлы, как серебро, золото, платина, которые встречаются в самородном состоянии.
Все получения металлов основаны на процессах их восстановления из природных соединений.

Номенклатура оксидов. Названия оксидов строится таким образом: сначала произносят слово «оксид», а затем называют образующий его элемент. Если элемент имеет переменную валентность, то она указывается римской цифрой в круглых скобках в конце названия:

 

NaI2O – оксид натрия; СаIIО – оксид кальция;

SIVO2 – оксид серы (IV); SVIO3 – оксид серы (VI).

 

При составлении формул оксидов необходимо помнить, что молекула всегда электронейтральна, т.е. она содержит одинаковое число положительных и отрицательных зарядов. Степень окисления кислорода в оксидах всегда – 2. Выравнивание зарядов производят индексами, которые ставят внизу справа у элемента.

                                      

Характерная степени окисления элементов определяется следующим образом:

I группа      – в основном +1,

II группа     – в основном +2,

III группа    – в основном +3,

IV группа    – в основном +2, +4 (четные числа),

V группа     – в основном +3, +5 (нечетные числа),

VI группа    – в основном +2, +4, +6 (четные числа),

VII группа   – в основном +3, +5, +7 (нечетные числа).

 

Классификация оксидов. По химическим свойствам  оксиды делятся на две группы:

1)      безразличные – не образуют солей, например: NO, CO,

H2O;

2) солеобразующие, которые, в свою очередь, подразделяются на:

–   основные – это оксиды типичных металлов со степенью окисления +1,+2 (I и IIгрупп главных подгрупп, кроме бериллия) и оксиды металлов в минимальной степени окисления, если металл обладает переменной степенью окисления (CrO,MnO);

–  кислотные – это оксиды типичных неметаллов (CO2, SO3, N2O5) и металлов в максимальной степени окисления, равной номеру группы в ПСЭ Д.И.Менделеева (CrO3,Mn2O7);

–  амфотерные оксиды (обладающие как основными, так и кислотными свойствами, в зависимости от условий проведения реакции) – это оксиды металлов BeO, Al2O3,ZnO и металлов побочных подгрупп в промежуточной степени окисления (Cr2O3,MnO2).

 

1.1. Основные оксиды

 

Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. Основным оксидам соответствуют основания. Например, оксиду кальция CaOотвечает  гидроксид  кальция Ca(OH)2, оксиду кадмия CdO – гидроксид кадмияCd(OH)2.

 

 

 

Получение

 

1. Непосредственное взаимодействие металла с кислородом:

2Mg + O2  2MgO.

 

 

2. Горение сложных веществ:

2FeS + 3O2  2FeO + 2SO2.

 

 

3. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

CaCO3   CaO + CO2.

 

4. Разложение оснований:

Ca(OH)2  CaO + H2O.

 

 

Физические свойства

 

Все основные оксиды – твердые вещества, чаще нерастворимые в воде, окрашенные в различные цвета, например Cu2O –красного цвета, MgO – белого.

 

Химические свойства

 

1. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием оснований. Непосредственно в реакцию соединения с водой вступают только оксиды щелочных  и  щелочноземельных  металлов:

Na2O + H2O → 2NaOH,

CaO + H2O → Ca(OH)2.

 

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O.

 

 

3. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли:

СaO + SiO2  CaSiO3

 

         4. Взаимодействие с амфотерными оксидами:

 

СaO + Al2O3  Сa (AlO2)2.

 

 

1.2. Кислотные оксиды

 

Кислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Им соответствуют кислоты. Например, оксиду серы (IV) соответствует сернистая кислота H2SO3.
вот это подойдёт?

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

1. Подсчитаем количества веществ реагентов:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 12г / 40г/моль = 0.3 моль
n(H2SO4) = 19.6г / 98г/моль = 0.2 моль

2. Отношение количества веществ в реакции - n(NaOH) : n(H2SO4) = 2 : 1, т.е. на 1 моль кислоты необходимо взять 2 моль основания
n р.(NaOH) = 0,3моль / 2 = 0.15 моль
n р.(H2SO4) = 0.2моль / 1 = 0.2 моль
n р.(NaOH)   <   n р.(H2SO4) => подсчеты ведем по n(NaOH)

3. Отношение количества веществ в реакции - n(NaOH) : n(Na2SO4) = 2 : 1 . Отсюда n(Na2SO4) = n(NaOH) / 2 = 0.3моль / 2 = 0.15 моль

4. m(Na2SO4) = n(Na2SO4) * M(Na2SO4) = 0.15моль * 142г/моль = 21.3г

ответ: m(Na2SO4) = 21.3г