Щелочные и щелочно-земельные металлы

Цель: выявить особенности химических свойств щелочных и щелочно-земельных металлов.

Вопросы входного контроля:

1. Какие из металлов главных подгрупп имеют наибольшее значение в современной технике? Охарактеризуйте их свойства и применение.

2. Какими общими химическими свойствами обладают все металлы главных подгрупп, почему?

3. На основании каких свойств составлен электрохимический ряд напряжений металлов? Почему ему дано такое название?

Общие сведения: В Периодической системе щелочные металлы следуют сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns¹. Очевидно, что валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства. Все щелочные металлы активно реагируют с кислородом, образуя оксиды или пероксиды, отличаясь в этом друг от друга: Li превращается в Li2O, а другие щелочные металлы в смесь M2O2 и MO2, причем Rb и Cs при этом возгораются. Все щелочные металлы образуют с водородом солеподобные термически стабильные при высоких температурах гидриды состава M+H, являющиеся активными восстановителями; гидриды разлагаются водой с образованием щелочей и водорода и выделением теплоты, вызывающей воспламенение газа, причем скорость этой реакции у лития выше, чем у Na и K.

Оборудование и материалы: металлы: литий, натрий, калий, магний, кальций, барий, тигельные щипцы, газовая горелка, фарфоровые чашки, индикатор фенолфталеин.

Порядок выполнения работы: Откройте Виртуальную лабораторию химии. Выберите в меню раздел Свойства неорганических веществ.

Опыт 1. Горение щелочных и щелочно-земельных металлов.

Внимание: работу необходимо проводить в вытяжном шкафу.

Возьмите кусочек металла тигельными щипцами, внесите его в пламя газовой горелки и сильно нагрейте. Что вы наблюдаете?

Проделайте аналогичные опыты со всеми металлами.

Результаты реакций занесите в таблицу:

	литий	натрий	калий	магний	кальций	барий
Результат нагревания металла

Опыт 2. Взаимодействие щелочных и щелочно-земельных металлов с водой.

Внимание: работу необходимо проводить в вытяжном шкафу.

В три фарфоровые чашки прилейте воду. Тигельными щипцами поместите в каждую соответственно по кусочку лития, натрия и калия. Наблюдайте результаты опытов.

Добавьте индикатор фенолфталеин в каждую фарфоровую чашку. Какой цвет приобрел индикатор?

Повторите эксперимент с магнием, кальцием и барием. Отметьте наблюдаемые явления.

Результаты реакций занесите в таблицу:

	литий	натрий	калий	магний	кальций	барий
Реакция с водой
Изменение окраски индикатора

Вопросы итогового контроля:

1. С какими веществами могут взаимодействовать щелочные металлы? Приведите уравнения реакций.

2. Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закупоренной посуде? Во что они в противном случае могут превратиться?

3. Какие вещества получаются при взаимодействии натрия с а) хлором; б) сернистым газом; в) углекислым газом; г) сероводородом? Составьте уравнения происходящих реакций.

По окончании работы сформулируйте Вывод, основываясь на результатах проделанных опытов. Оформите отчет о проделанной работе.