Номер 11, страница 169 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 35. Алюминий — химический элемент и простое вещество. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 11, страница 169.

Условие.

11. Что произойдёт, если в алюминиевой посуде нагревать влажную смесь соды с известью?

Решение.

Решение 2.

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть химические реакции, которые будут происходить при нагревании влажной смеси соды и извести в алюминиевой посуде.

Под «содой» в данном контексте обычно понимают кальцинированную соду, то есть карбонат натрия ($Na_2CO_3$). «Известь» — это гашёная известь, гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$). Поскольку смесь влажная, в ней присутствует вода ($H_2O$), которая выступает в качестве среды для реакции. Если бы использовалась негашёная известь ($CaO$), она бы сначала прореагировала с водой с образованием $Ca(OH)_2$.

1. В первую очередь, при нагревании во влажной среде карбонат натрия реагирует с гидроксидом кальция. Это реакция каустификации, в результате которой образуется едкий натр (гидроксид натрия) и нерастворимый в воде осадок карбоната кальция:

$Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 \xrightarrow{t} 2NaOH + CaCO_3 \downarrow$

Таким образом, в посуде образуется водный раствор сильной щёлочи — гидроксида натрия ($NaOH$).

2. Алюминиевая посуда сделана из алюминия ($Al$). Алюминий — это амфотерный металл, который реагирует как с кислотами, так и с сильными щелочами. Поверхность алюминия обычно покрыта тонкой, но прочной оксидной плёнкой ($Al_2O_3$), которая защищает металл от коррозии. Эта плёнка, как и сам алюминий, обладает амфотерными свойствами.

3. Образовавшийся гидроксид натрия сначала прореагирует с защитной оксидной плёнкой, растворяя её с образованием растворимого комплексного соединения — тетрагидроксоалюмината натрия:

$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

4. После того как защитная плёнка будет разрушена, щёлочь начнёт реагировать непосредственно с металлическим алюминием. Эта реакция также приводит к растворению алюминия с образованием тетрагидроксоалюмината натрия и сопровождается выделением газообразного водорода:

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

В результате этого процесса алюминиевая посуда будет активно разрушаться (корродировать), вплоть до образования сквозных отверстий. Процесс будет сопровождаться видимым выделением пузырьков газа (водорода).

Ответ:

При нагревании влажной смеси соды с известью в алюминиевой посуде будет происходить химическая реакция с образованием сильной щёлочи — гидроксида натрия. Эта щёлочь сначала разрушит защитную оксидную плёнку на поверхности алюминия, а затем начнёт реагировать с самим металлом. В результате алюминиевая посуда будет разрушена (растворится), а процесс будет сопровождаться выделением водорода.