Номер 55, страница 233 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

8.55. Алюминий растворили в растворе гидроксида натрия. Наблюдали выделение газа. К полученному бесцветному раствору добавили хлорид аммония до полного осаждения белого осадка. Осадок прокалили. Продукт прокаливания смешали с избытком угля и сильно нагрели. Запишите уравнения реакций.

Решение

Процесс, описанный в задаче, включает в себя четыре последовательные химические реакции.

1. Алюминий является амфотерным металлом и реагирует с водным раствором гидроксида натрия. В ходе этой реакции образуется комплексное соединение — тетрагидроксоалюминат натрия — и выделяется газообразный водород, что соответствует наблюдению выделения газа.

Уравнение реакции:

$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

2. К полученному бесцветному раствору тетрагидроксоалюмината натрия добавляют хлорид аммония до полного осаждения. Хлорид аммония, являясь солью слабого основания и сильной кислоты, гидролизуется с образованием ионов $H_3O^+$, которые разрушают гидроксокомплекс. В результате реакции выпадает белый осадок гидроксида алюминия. Также выделяется аммиак.

Уравнение реакции:

$Na[Al(OH)_4] + NH_4Cl \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

3. Белый осадок гидроксида алюминия прокаливают, то есть нагревают до высокой температуры. При этом гидроксид алюминия разлагается на оксид алюминия и воду, которая испаряется.

Уравнение реакции:

$2Al(OH)_3 \xrightarrow{t^{\circ}} Al_2O_3 + 3H_2O\uparrow$

4. Продукт прокаливания, оксид алюминия, смешивают с избытком угля (углерода) и сильно нагревают. При очень высокой температуре (около 2000°C) происходит реакция карбидообразования — образуется карбид алюминия и угарный газ.

Уравнение реакции:

$2Al_2O_3 + 9C \xrightarrow{t^{\circ}} Al_4C_3 + 6CO\uparrow$

Ответ:

1. $2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$

2. $Na[Al(OH)_4] + NH_4Cl \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + NaCl + NH_3\uparrow + H_2O$

3. $2Al(OH)_3 \xrightarrow{t^{\circ}} Al_2O_3 + 3H_2O\uparrow$

4. $2Al_2O_3 + 9C \xrightarrow{t^{\circ}} Al_4C_3 + 6CO\uparrow$