Задачи по теме "Металлы"

1. Изобразите электронную формулу атомов следующих элементов металлов: а) алюминия; б) марганца; в) цезия. Покажите распределение электронов по орбиталям.

2. Изобразите строение электронных оболочек атомов р-элементов III  группы ПС. Объясните, как изменяются металлические свойства этих элементов.

3. Объясните с точки зрения строения атома, почему цезий относится к типичным элементам-металлам.

4. Какой из элементов - литий или калий - обладает более выраженными металлическими свойствами? Ответ дайте с учетом строения электронных оболочек атомов.

5. Какую степень окисления будут проявлять в соединениях стронций и иттрий? Изобразите электронные формулы этих элементов-металлов в обычном состоянии и высшей степени окисления.

6. На примере третьего периода ПС опишите изменение металлических свойств элементов.

7. Электронные формулы трех элементов имеют окончание: а) ...3d34s2; б) ...4s24p3; в) ...3p64s2. Какие из этих элеентов являются металлами? К какому типу элементов (s-, p-, d-элементам) они относятся?

8. Некоторый металл, находящийся во второй группе ПС в высшей степени окисления имеет следующее окончание электронной формулы: ...3p63d10. Что это за металл? Изобразите его полную электронную формулу и покажите распределение электронов по орбиталям.

9. Покажите положение элементов-металлов в ПС. Изобразите формулы высших оксидов элементов-металлов 2-го и 3-го периодов ПС.

10. Какие из элементов V группы ПС можно отнести к элементам-металлам? Изобразите формулу высших оксидов этих элементов. Для одного из р-элементов V группы, относящихся к металлам, изобразите электронную формулу.

11. Рассчитайте массовую долю алюминия в его природном соединении, состав которого можно выразить формулой K2O x Al2O3 x 6SiO2.

12. Какую массу свинца можно получить из 47,8 кг его природного минерала, имеющего состав PbS?

13. Медная руда содержит минерал малахит CuCO3 x Cu(OH)2 (массовая доля 7%) и другие компоненты, в состав которых медь не входит. Какую массу меди можно получить из 300 кг такой руды?

14. Железная руда содержит магнетит Fe3O4, массовая доля которого равна 65%. Рассчитайте массовую долю железа в этой руде.

15. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах реакций, которые лежат в основе процессов получения металлов:

а) V2O5 + Ca → V + CaO

б) TiCl4 + Mg → Ti + MgCl2

в) Cr2O3 + Al → Al2O3 + Cr

16. Титановая руда содержит рутил TiO2 (массовая доля 12%). Рассчитайте массу титана, который может быть получен из образца такой руды массой 200 кг.

17. Вычислите массовые доли минерала магнетита Fe3O4 и пустой породы в железной руде, если из образца этой руды массой 500 г получили железо массой 200 г.

18. Из образца титановой руды массой 250 г получили титан массой 40 г. Руда содержит титан в составе минерала ильменита FeTiO3. Рассчитайте массовые доли ильменита и пустой породы в руде.

19. Вольфрам получают, восстанавливая оксид вольфрама(VI) водородом. Вычислите объем водорода, приведенный к нормальным условиям, который потребуется для восстановления концентрата вольфрамовой руды массой 200 кг (массовая доля WO3 в концентрате равна 92,8%).

20. Для получения никеля используют реакцию восстановления оксида никеля (II) углеродом (NiO + C = Ni + CO). Определите массу угля, который необходимо взять для получения никеля массой 295 г, если массовая доля углерода в угле составляет 92%. Учтите, что для реакции нужен двукратный избыток углерода.

21. Из медной руды массой 8 т получили технический металл массой 325 кг (массовая доля меди 98,46%). Определите массовую долю халькозина Cu2S в руде, если других медьсодержащих компонентов в ней нет.

22. Рассчитайте массовую долю меди в ее рудах, одна из которых содержит минерал халькопирит CuFeS2 (массовая доля 6%), а другая - минерал ковелин CuS (массовая доля 4,5%). Вычислите массу меди, которую можно выделить из образца каждой руды массой 100 кг.

23. Олово получают, восстанавливая углем минерал касситерит (SnO2 + 2C = Sn + 2CO). При восстановлении концентрата оловяной руды массой 1 т получено олово массой 630 кг. Рассчитайте массовую долю касситерита в концентрате оловяной руды.

24. При восстановлении углем при высокой температуре смеси карбоната цинка ZnCO3 и оксида цинка ZnO (масса смеси 53 кг) получен цинк массой 39 кг. Рассчитайте массовую долю оксида цинка в исходной смеси.

25. Медная руда содержит минералы куприт Cu2O, тенорит CuO и пустую породу (массовая доля пустой породы 80%). Из образца такой руды массой 20 кг выделили металлическую медь массой 3,328 кг. Вычислите массовые доли куприта и тенорита в руде.

 


 

1. Какой металл является самым легкоплавким? Какие вы знаете области применения этого металла?

2. Объясните, почему для пайки металлов наиболее часто используют олово или сплавы олова со свинцом.

3. Чем обусловлена электрическая проводимость металлов? Какой из металлов - железо или медь - лучше использовать в качестве электрических проводников?

4. Большинство металлов имеют серый или белый цвет. Надовите два металла, цвет которых отличается от большинства других.

5. Следующие меаллы - натрий, алюминий, свинец и хром - расположите в ряды: а) по увеличению твердости; б) по увеличению температуры плавления; в) по увеличению плотности.

6. Приведите примеры по два металла, которые: а) вытесняют водород из раствора соляной кислоты; б) не вытесняют водород из раствора соляной кислоты; в) вытесняют водород из воды; г) не окисляются кислородом даже при прокаливании.

7. Будет ли цинк взаимодействовать со следующими веществами, находящимися в водных растворах: а) 1М HCl; б) 1 М хлорида олова (II); в) 1 М хлорид магния?

8. Может ли металлический марганец реагировать с водными растворами следующих электролитов: а) 1 М NaNO3; б) 1 М H2SO4; в) 1 М AuCl3; г) 1 М MgSO3; д) 1 М MnSO4? Напишите уравнения возможных реакций в молекулярной и сокращенной ионной формах.

9. Определите, какие металлы могут быть замещены медью в растворах солей. Напишите уравнения двух таких реакций замещения.

10. Допишите схемы тех реакций, которые могут протекать в водных растворах. Подберите коэффициенты методом электронного баланса:

а) AgNO3 + Ni →

б) CdSO4 + Ni →

в) HCl + Ni →

г) Hg(NO3)2 + Sn →

д) Hg(NO3)2 + Ag →

е) Mg(NO3)2 + Fe →

11. Напишите уравнения реакций, которые показывают, что барий может вытеснить натрий из водного раствора хлорида натрия.

12. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций с участием металлов: 

а) Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O

б) Ca + H2SO4 → CaSO4 + H2S + H2O

в) Bi + HNO3 → Bi(NO3)3 + NO + H2O

13. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) MnO2 → MnCl2 → Mn → MnSO4 → Mn(OH)2

б) NiCl2 → Ni → NiSO4 → Ni(NO3)2 → Ni(OH)2 →NiCl2

                            ↓               ↓

                           Ni             NiO → NiSO4

14. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) CuSO4 → Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2

б) Cu(OH)2 → CuO → Cu(NO3)2 → CuS

                        ↓

                      Cu → CuCl2 → Cu(OH)2

Уравнения реакций, протекающих в водных растворах электролитов, изобразите в молекулярной и сокращенной ионной формах.

15. Какой из металлов - цинк или серебро - является более сильным восстановителем? Какой из ионов - Zn2+ или Ag+ проявляет более сильные окислительные свойства?

16. Плотность алюминия равна 2,70 г/см3, никеля - 8,91 г/см3. Рассчитайте объем образцов этих металлов, взятых в количестве 1 моль.

17. Кобальт массой 2,95 г растворили в соляной кислоте, при этом образовалась соль кобальта (II), через полученный раствор пропустили сероводород. Определите массу образовавшегося при этом осадка.

18. Технический цинк массой 0,33 г обработали разбавленным раствором серной кислоты. Выделившийся водород занимает при нормальных условиях объем 112 мл. Рассчитайте массовую долю цинка в техническом металле.

19. Смесь меди и оксида меди (II) массой 2 г растворили в концентрированной серной кислоте. При этом образовался газ объемом 0,56 л (нормальные условия). Вычислите массу оксида меди в исходной смеси.

20. Рассчитайте массу цинка, который нужно растворить в соляной кислоте, чтобы получить водород, необходимый для восстановления оксида меди (II) массой 20 г до металла.

21. При действии разбавленной серной кислоты на смесь олова и серебра массой 12,5 г выделился водород объемом 2,24 л (н.у.). Вычислите массовую долю серебра в смеси металлов.

22. Железо массой 11,2 г сплавили с серой массой 6,4 г. К продукту реакции прилили соляную кислоту (взята в избытке). Выделившийся газ пропустили через расвтор сульфата меди (II). Рассчитайте массу полученного осадка.

23. Вычислите объем соляной кислоты (массовая доля HCl 20%, плотность 1,1 г/мл), которая потребуется для растворения смеси цинка и никеля массой 9,8 г (массовая доля никеля в смеси составляет 60,2%).

24. Смесь цинка и оксида цинка массой 14,6 растворили в разбавленной серной кислоте. Из раствора выделили сульфат цинка массой 32,2 г. Рассчитайте массовую долю цинка в исходной смеси.

25. Свинец массой 6,9 г растворили в концентрированной азотной кислоте. Из полученного раствора выделили нитрат свинца (II). Определите объем оксида азота (IV), измеренный при нормальных условиях, который образуется при термическом разложении полученного нитрата свинца (II)/

26. При разложении нитрата меди (II) массой 47 г образовался твердый остаток, который растворили в серной кислоте. Вычислите массу медного купороса CuSO4 x 5H2O, который может быть выделен из полученного раствора. Составьте уравнения всех осуществленных реакций.

27. Железные опилки массой 20,5 г поместили в раствор сульфата меди (II). Через некоторое время металлический осадок отделили от раствора и взвесили. Его масса составила 20,7 г. Вычислите массу железа, которое перешло в раствор, и массу меди, оказавшейся в осадке.

28. В раствор нитрата серебра поместили образец меди массой 50,6 г. Через некоторое время масса образца увеличилась до 54,4 г. Вычислите массу осажденного на меди серебра.

29. В некотором сплаве на семь атомов меди приходится 1 атом олова. Рассчитайте массовую долю меди в этом сплаве.

30. Один из сплавов алюминия содержит: алюминий (массовая доля 95%), медь (4%) и марганец (1%). Рассчитайте массу этих трех металлов, которые потребуются для изготовления 500 кг такого сплава.

31. Приведите примеры известных вам четырех сплавов. В каких отраслях промышленности они применяются?

32. Объясните, почему свойства сплавов отличаются от свойств металлов, которые их образуют. Приведите примеры таких отличий.

33. Необходимо приготовить сплав олова со свинцлм массой 89 г, в котором массовая доля свинца составляет 46,5%. Вычислите массу оксида олова (IV)  и массу оксида свинца (II), которые надо взять, чтобы при восстановлении их углем получился требуемый сплав.

34. Сплав меди с оловом массой 20 г (массовая доля олова в сплаве равна 11,9%) Поместили в соляную кислоту. Рассчитайте объем водорода, измеренный при нормальных условиях, который выделится при этом.

35. Напишите уравнения реакций, которые протекают при коррозии железа, покрытого влагой на воздухе.

36. Какое из двух изделий будет быстрее подвергаться коррозии: изготовленное из чистого железа или из железа, имеющего примеси меди. Ответ поясните.

37. Ускорится или замедлится процесс коррозии железа в растворе кислоты, если к железу прикрепить: а) пластинку из цинка; б) пластинку из серебра.

38. Чем лучше скрепить две цинковые пластинки, чтобы их коррозии не ускорилась: а) медной проволокой; б) железной проволокой; в) алюминиевой проволокой?

39. Объясните, почему коррозия металлов интенсивнее протекает в непосредственной близости от промышленных объектов или дорог с интенсивным движением автотранспорта?

40. Цинковая пластинка соединена с медной. Напишите, какие коррозионные процессы будут протекать, если эти пластинки находятся в воздухе и подвержены воздействию влаги.