Химические свойства металлов и их соединений. Сплавы

4. В приведённом в тексте сообщении есть фраза: «…образуя гремучую смесь, которая называется «царской водкой», в которой растворяются даже золото и платина». Выявите закономерность, в которой расположены металлы в предложенном ряду. Сформулируйте предположение, почему подтверждением высокой химической активности «царской водки» является её взаимодействие именно с золотом и платиной.

1. Оцените возможность образования «царской водки» в организме человека. Аргументируйте свой ответ, учитывая информацию из текста.

5. В настоящее время используется «алюминированная» ткань, которая покрыта тонким блестящим слоем металла, что обеспечивает ей высокую отражательную способность. Она обладает свойствами последовательного согревания и охлаждения. Вещи из такой ткани являются универсальными, одну и ту же вещь можно использовать как в жару, так и в холод. В скором будущем в жарких странах одежда и аксессуары из алюминия будут очень популярными. А производство алюминированных одеял уже налажено. Назовите не менее двух свойств алюминированных одеял, которые показывают их преимущество перед шерстяными одеялами для использования в пассажирских самолётах.

4. Основной недостаток чистого алюминия как конструкционного материала – малая прочность, поэтому для повышения прочности его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий). В разгар космической эпохи начали появляться и другие сплавы и материалы на основе алюминия. Сплав алюминия с литием позволил сделать детали самолётов и ракет значительно легче, не снижая прочности, а сплавы с титаном и никелем обладают свойством «криогенного упрочнения», то есть в космическом холоде пластичность и прочность их только возрастают. Из тандема алюминия и скандия была выполнена обшивка космического челнока «Буран», так как алюминиево-магниевые пластины с добавлением скандия становятся более тугоплавкими, гораздо прочнее на разрыв, сохраняя при этом гибкость. Выберите все правильные утверждения.

3. Древние пиротехники Бенгалии (части Индии, расположенной вдоль Бенгальского залива) изобрели смесь веществ, которая при сжигании даёт яркий и искристый белый или цветной огонь – бенгальский огонь. Основным компонентом смеси является алюминий. 1) Какое свойство алюминия использовано пиротехниками в этой смеси? 2) Вещество с каким составом и свойствами, по Вашему мнению, должно ещё входить в такую смесь?

2. В настоящее время главное требование к материалам «зелёной» архитектуры звучит как «применение безопасных материалов с замкнутым жизненным циклом». Объясните, почему алюминий является почти идеальным материалом для «зелёной» архитектуры. Укажите не менее двух причин.

1. Известны два исторических факта, связанных с алюминием. Во второй половине XIX в. алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Д.И. Менделееву как признание его заслуг в науке в 1889 г. были подарены весы с чашами из золота и алюминия. Император Наполеон III заказал алюминиевые пуговицы на свой парадный камзол и хотел изготовить из алюминия шлемы и оружие для своих солдат. 1) Объясните, почему алюминий по цене был приравнен к золоту в конце XIX в. 2) Укажите два свойства алюминия, которые явились причиной того, что император пожелал изготовить из него шлемы и оружие для солдат.

5. Ученикам был выдан раствор, предположительно содержащий воду, хлорид бария и хлорид аммония. Выдано необходимое оборудование, а также растворы следующих веществ: серная кислота, гидроксид натрия, нитрат серебра, нитрат натрия, хлорид кальция, универсальная индикаторная бумага, лакмус. Учащиеся должны составить план эксперимента, проведение которого позволит доказать наличие хлорида бария и сульфата магния в растворе. Для этого им необходимо: 1) указать, какие реактивы из числа предложенных можно использовать; 2) указать признак реакции, протекающей с выбранным реактивом. Предложите план эксперимента по данным пунктам.

4. Ученикам был выдан раствор, предположительно содержащий воду, сульфат магния и бромид натрия. Выдано необходимое оборудование, а также растворы следующих веществ: соляная кислота, гидроксид натрия, нитрат серебра, нитрат калия, нитрат бария, универсальная индикаторная бумага, лакмус. Учащиеся должны составить план эксперимента, проведение которого позволит доказать наличие хлорида бария и сульфата магния в растворе. Для этого им необходимо: 1) указать, какие реактивы из числа предложенных можно использовать; 2) указать признак реакции, протекающей с выбранным реактивом. Предложите план эксперимента по данным пунктам.

4. Рассмотрите рисунок. Сформулируйте суждения о том, 1) какой метод защиты от коррозии стального листа показан на рисунке; 2) какова роль каждого из слоёв, которыми покрыт стальной лист; 3) какую информацию доносит этот рисунок.

3. Рассмотрите рисунок. Сформулируйте предположение – какой метод защиты металлического изделия от коррозии показан на рисунке? Почему в этом процессе люди используют средства защиты – респираторы, очки и комбинезоны?

2. Рассмотрите рисунки 1 и 2, на которых показаны железные изделия с покрытием цинком и оловом соответственно. Рисунок 1 Рисунок 2 1) Какой(-ие) вид(-ы) коррозии показан(-ы) на рисунках 1 и 2? 2) Дайте объяснение, почему на рисунке 2 железо разрушается, а на рисунке 1 разрушения железа не происходит.

1. 1) Какой вид коррозии изображён на рисунке? 2) Какие вещества (укажите не менее двух) вызвали коррозию железной трубы?

5. На графике представлена зависимость концентрации исходных веществ и продуктов реакции от времени протекания реакции: Определите, какая кривая описывает изменение концентрации исходных веществ, а какая – продуктов реакции.

4. Опыт 4. В пробирку с раствором серной кислоты поместили немного чёрного порошка оксида меди(II). В течение трёх минут признаков протекания реакции не наблюдали. Тогда ученики нагрели пробирку с реакционной смесью. В результате наблюдали появление синей окраски раствора. 1) Действие какого фактора, влияющего на скорость реакции, наблюдали учащиеся? 2) Приведите пример использования знания о влиянии этого фактора на скорость химических реакций в быту.

3. Опыт 3. В три одинаковые пробирки ученики налили по 5 мл раствора соляной кислоты одинаковой концентрации. В первую пробирку положили стружки железа, во вторую – стружки цинка, в третью – стружки неизвестного светлого ярко блестящего металла. Наиболее интенсивно выделение газа наблюдали в третьей пробирке с неизвестным металлом. Во второй пробирке с цинком интенсивность выделения газа была меньше, чем в третьей. В первой пробирке с железом интенсивность выделения газа была наименьшей. 1) Действие какого фактора, влияющего на скорость реакции, наблюдали учащиеся? 2) Какой металл мог находиться в третьей пробирке? Запишите название металла.

2. Какова была массовая доля хлороводорода в растворе во втором опыте? Ответ подтвердите расчётами.

1. 1) В каком из опытов ученики наблюдали более интенсивное выделение газа? 2) Действие какого фактора, влияющего на скорость реакции, наблюдали учащиеся?

5. Методы защиты металлов от коррозии можно разделить на две группы. Первая группа – это методы, которые обычно реализуются до начала производственной эксплуатации металлоизделия (выбор конструкционных материалов и их сочетаний ещё на стадии проектирования и изготовления изделия, нанесение на него защитных покрытий). Вторая группа включает те методы, которые могут быть осуществлены только в ходе эксплуатации металлоизделия (пропускание тока для достижения защитного потенциала, введение в технологическую среду специальных добавок-ингибиторов) и не связаны с какой-либо предварительной обработкой до начала использования. Установите соответствие между способом защиты металлов и сплавов от коррозии и группой, к которой этот метод относится: для каждой позиции, обозначенной буквой, укажите позицию, обозначенную цифрой. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГРУППА А) выбор состава сплава для изделия Б) изменение состава среды, в которой эксплуатируется изделие В) нанесение лакокрасочного покрытия 1) первая группа 2) вторая группа

4. В процессе химической коррозии происходит окислительно-восстановительная реакция железа с кислородом воздуха на поверхности железа. При этом образуется оксидная плёнка, которая называется ржавчиной. Эта рыхлая оксидная плёнка на железе свободно пропускает к поверхности металла кислород воздуха, а также другие газы и пары воды. Это способствует дальнейшей коррозии железа. В отличие от рыхлой ржавчины, на других металлах, например, алюминии и цинке образуется плотно прилегающая к металлу оксидная плёнка, которая лучше защищает металл от воздействия внешней среды. Выберите все правильные утверждения.

3. Примером коррозии в неэлектролитах является разрушение цилиндров двигателей внутреннего сгорания в жидком топливе. Сам по себе бензин – смесь чистых углеводородов – не разрушает металл, но в топливе содержатся примеси серы, которые при сгорании топливно-воздушной среды превращаются в коррозионно активные вещества. Запишите химические формулы и названия веществ (не менее двух), которые образуются из серы.

2. На рисунке показано крепление пластин из меди с помощью деталей, которые изготовлены из железа и сплава алюминия. Сформулируйте ответы на следующие вопросы. 1) Какой вид коррозии возможен в данной ситуации? 2) Какой(-ие) металл(-ы) будут разрушаться первыми и почему? 3) Крепление из какого металла (сплава с этим металлом) вы предложите для соединения пластин из железа?

1. Рассмотрите рисунок. Сформулируйте ответы на вопросы. 1) Какое явление произошло с цепью велосипеда (показанного на рисунке), длительное время простоявшего на открытом воздухе? 2) Какие действия (не менее двух) необходимо предпринимать для уменьшения нежелательных последствий, показанных на рисунке?

4. На медных и бронзовых изделиях часто появляется зеленовато-коричневый налет, именуемый «патина». Патина (итал. «рatina») представляет собой появляющийся со временем слой оксидно-карбонатной пленки на поверхности меди и её сплавов. Сформулируйте гипотезу, объясняющую с химической точки зрения причину появления патины.

3. К какому классу веществ относится продукт взаимодействия меди с неметаллами? Приведите пример уравнения одной из реакций. Дайте названия образующимся продуктам реакции.

2. Заполните пустые клетки в таблице на основании соответствия между физическим свойством меди и изделием (продуктом производства), получаемом на основании этого свойства. Физическое свойство Изделие, продукт ? Скульптура, медные музыкальные инструменты Теплопроводность ? ? Провод, кабель

1. Расположите названные в тексте металлы в порядке снижения их химической активности.

4. Нормальной считается концентрация фосфат-анионов в аквариумной воде до 0,3 мг/л. Вычислите, сколько (в мг) фосфат-анионов может максимально содержаться в аквариуме объёмом высотой 0,5 м, глубиной 0,3 м и шириной 0,6 м для нормальной жизнедеятельности обитателей аквариума. Ответ подтвердите расчётами.

5. Предложите опыт, который может провести ученик, чтобы доказать зависимость скорости химической реакции от силы кислоты, взятой для реакции с металлом. 1) Какую кислоту, кроме предложенных в списке можно использовать для опыта? 2) Какие наблюдения доказывают данное влияние?

4. Предложите опыт, который может провести ученик, чтобы доказать зависимость скорости химической реакции от площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ: 1) какие вещества из предложенных можно использовать для опыта; 2) какие наблюдения доказывают данное влияние.