Номер 52, страница 233 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

8.52. К раствору хлорида алюминия по каплям прибавляют раствор гидроксида натрия. Опишите изменения, которые происходят с раствором, и объясните их.

Решение

При добавлении по каплям раствора гидроксида натрия ($NaOH$) к раствору хлорида алюминия ($AlCl_3$) последовательно протекают две химические реакции, что приводит к наблюдаемым изменениям.

Этап 1. Образование осадка

Вначале, при добавлении недостатка или эквимолярного количества щелочи, происходит реакция обмена. Катионы алюминия ($Al^{3+}$) реагируют с гидроксид-ионами ($OH^-$), образуя нерастворимый в воде гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Визуально это наблюдается как появление белого студенистого (гелеобразного) осадка. По мере приливания раствора щелочи количество осадка увеличивается.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Уравнение реакции в сокращенном ионном виде:

$Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow$

Этап 2. Растворение осадка

Гидроксид алюминия является амфотерным, то есть способен реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). Поэтому, когда весь хлорид алюминия прореагировал и в раствор продолжает поступать избыток гидроксида натрия, образовавшийся осадок $Al(OH)_3$ начинает с ним реагировать. В результате этой реакции образуется хорошо растворимая в воде комплексная соль — тетрагидроксоалюминат натрия ($Na[Al(OH)_4]$). Визуально это наблюдается как постепенное растворение белого осадка до тех пор, пока раствор снова не станет полностью прозрачным и бесцветным.

Уравнение реакции в молекулярном виде:

$Al(OH)_3 + NaOH_{\text{(изб.)}} \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Уравнение реакции в сокращенном ионном виде:

$Al(OH)_3(s) + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$

Ответ: При постепенном добавлении раствора гидроксида натрия к раствору хлорида алюминия сначала наблюдается образование белого студенистого осадка гидроксида алюминия. При дальнейшем добавлении избытка раствора гидроксида натрия этот осадок полностью растворяется, и раствор становится прозрачным. Это объясняется амфотерными свойствами гидроксида алюминия: сначала он образуется в реакции обмена, а затем реагирует с избытком щелочи, образуя растворимый гидроксокомплекс.