ГЛАВА VI. Простые вещества
§16. Металлы
Лабораторный опыт №9
Познакомьтесь с коллекцией простых веществ — металлов и изделиями из них, используя следующий план:
1) агрегатное состояние при комнатной температуре;
2) цвет;
3) наличие блеска;
4) наличие пластичности (способности материала под влиянием действующих усилий изменять свою форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки);
5) наличие теплопроводности;
6) плотность (см. табл. 7, с. 138—139);
7) температура плавления (см. табл. 7, с. 138—139).
Ответ
Выдали алюминий, железо.
1) твердые вещества
2) серебристый цвет
3) металлический блеск
4) алюминия пластичные железа
5) теплопроводны
6) 2,699 г/$см^{3}$ для алюминия; 7,86 г/$см^{3}$ для железа
7) 669,4℃ для алюминия; 1539℃ для железа
Вопрос (стр.74) ?
Какие общие физические свойства металлов вы можете отметить в результате этого знакомства?
Ответ
Все металлы — твёрдые вещества, имеющие характерный металлический блеск.
Проверьте свои знания
Задание №1
Перечислите общие физические свойства металлов и укажите области применения конкретных металлов на основе этих свойств.
Ответ
Все металлы — твёрдые вещества, имеющие характерный металлический блеск. Однако есть металл, который при обычных условиях находится в жидком состоянии, — это ртуть. Большинство металлов, имеют серебристо−белый цвет. Однако медь — металл красного цвета, а золото недаром называют «жёлтым дьяволом». Свинец также имеет серебристо−белый цвет, но с серо−синим отливом. Некоторые металлы (например, свинец, натрий) можно резать ножом. А вот хром — очень твёрдый металл, он царапает стекло. Металлы хорошо проводят теплоту и электричество. Лучшие проводники — это серебро и медь, а худшие — вольфрам, ртуть и свинец. Металлы характеризуются пластичностью. Золото, медь, алюминий и олово легко вытягиваются в проволоку. Из этих же металлов изготавливают тоненькие листочки, называемые фольгой. Золотая фольга может быть толщиной всего в 1000 атомов! Её с давних времён используют для золочения предметов интерьера, мебели, стен и потолков, изделий из гипса, дерева, металла, стекла. Например, блеск и медовое свечение знаменитой Янтарной комнаты обеспечили как янтарь, так и золочёные рамы, в которые он был обрамлён.
Задание №2
Что представляют собой сплавы? Назовите известные вам сплавы и укажите их компоненты.
Ответ
Сплав − это смесь двух или более металлов.
Бронза: медь, олово.
Чугун: железо, углерод, кремний.
Сталь: железо, углерод.
Задание №3
Бронза состоит на 80 % из меди и на 20 % из олова. Какие массы металлов нужно взять для получения 2,5 т бронзы?
Ответ
Дано:
ω (Cu) = 80%
ω (Sn) = 20%
m (бронзы) = 2,5 т
Найти:
m (Cu) − ?
m (Sn) − ?
Решение:
m (Cu) = m (бронзы) * ω (Cu)
m (Cu) = 2,5 т * 0,8 = 2 т
m (Sn) = m (бронзы) * ω (Sn)
m (Sn) = 2,5 т * 0,2 = 0,5 т
Ответ: m (Cu) = 2 т; m (Sn) = 0,5 т
Примените свои знания
Задание №1
Железо получают из следующих руд: красного железняка $Fe_{2}O_{3}$ и магнитного железняка $Fe_{3}O_{4}$. В какой из руд содержание железа выше? Ответ подтвердите расчётами.
Ответ
Дано:
$Fe_{2}O_{3}$
$Fe_{3}O_{4}$
Найти:
ω (Fe) − ?
Решение:
Mr ($Fe_{2}O_{3}$) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160
ω (Fe) = $\frac{2 * 56}{160}$ * 100% = 70%
Mr ($Fe_{3}O_{4}$) = 56 * 3 + 16 * 4 = 232
ω (Fe) = $\frac{3 * 56}{232}$ * 100% = 72,4%
Ответ: содержание железа выше в $Fe_{3}O_{4}$
Задание №2
О каком свойстве металлов говорится в начальной строке стихотворения А. С. Пушкина «Кинжал»: Лемносский бог тебя сковал?
О каком свойстве металлов говорится в строках?
Как адский луч, как молния богов,
Немое лезвие злодею в очи блещет,
И, озираясь, он трепещет
Среди своих пиров.
Определите, в каких фразах идёт речь об элементе, а в каких — о простом веществе:
а) из железа изготавливают канцелярские скрепки и кнопки;
б) железо входит в состав руд: магнетита, лимонита, гематита;
в) недостаточное содержание в крови железа, входящего в состав гемоглобина, ведёт к анемии;
г) метеорит «Челябинск» содержит большое количество железа.
Ответ
В начальной строке стихотворения А. С. Пушкина «Кинжал» говорится о пластичности металлов.
В строках:
а) говорится о простом веществе;
б) говорится о химическом элементе;
в) говорится о простом веществе;
г) говорится о химическом элементе.
Используйте доп.информацию
Задание №1
Как вы считаете, почему авиакомпаниями запрещены к перевозке аппараты и приборы, содержащие ртуть?
Ответ
Авиакомпаниями запрещены к перевозке аппараты и приборы, содержащие ртуть, так как ртуть − токсичное вещество. При повреждении прибора, содержащего ртуть, возникнет опасность для здоровья пассажиров и экипажа.
Задание №2
На уроке вы познакомились с общими свойствами металлов. Предложите свой список из 4−5 наиболее важных, на ваш взгляд, металлов, которые играют основную роль в жизни человека. Подготовьте сообщение об одном из них, воспользовавшись подборкой статей по химической тематике из Большой советской энциклопедииили и другими источниками информации.
Ответ
Список из 4−5 наиболее важных металлов, которые играют основную роль в жизни человека: алюминий, медь, цинк, железо.
Алюминий − химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 13, атомная масса 26,9815; серебристо−белый лёгкий металл.
Внешняя электронная оболочка атома состоит из 3 электронов. В обычных условиях алюминий в соединениях 3−валентен. Свойством алюминия активно взаимодействовать с кислородом пользуются для восстановления металлов из их окислов. При тёмно−красном калении фтор энергично взаимодействует с алюминием. Хлор и жидкий бром реагируют с алюминием при комнатной температуре, иод − при нагревании. При высокой температуре алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой. С водородом алюминий не взаимодействует.
Применение. Сочетание физических, механических и химических свойств алюминия определяет его широкое применение практически во всех областях техники, особенно в виде его сплавов с другими металлами. В электротехнике алюминий успешно заменяет медь, особенно в производстве массивных проводников, например в воздушных линиях, высоковольтных кабелях, шинах распределительных устройств, трансформаторах. Сверхчистый алюминий употребляют в производстве электрических конденсаторов и выпрямителей, действие которых основано на способности окисной плёнки алюминия пропускать электрический ток только в одном направлении. Сверхчистый алюминий, очищенный зонной плавкой, применяется для синтеза полупроводниковых соединений типа AIIIBV, применяемых для производства полупроводниковых приборов. Чистый алюминий используют в производстве разного рода зеркал отражателей. Алюминий высокой чистоты применяют для предохранения металлических поверхностей от действия атмосферной коррозии (плакирование, алюминиевая краска). Обладая относительно низким сечением поглощения нейтронов, алюминий применяется как конструкционный материал в ядерных реакторах.
