Номер 12, страница 169 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 35. Алюминий — химический элемент и простое вещество. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 12, страница 169.

Условие.

12. До открытия современного способа производства алюминий получали восстановлением натрием соли $Na_3[AlCl_6]$. Такой металл стоил очень дорого и использовался в ювелирном деле. Напишите уравнение реакции. Предложите метод синтеза исходной соли из природного сырья и назовите её.

Решение.

Решение 2.

Уравнение реакции получения алюминия

До открытия современного электролитического способа производства, алюминий получали химическим восстановлением из его солей с помощью более активных металлов. В данном случае, металлический натрий восстанавливает алюминий из комплексной соли — гексахлороалюмината натрия. Натрий, как более активный металл, вытесняет (восстанавливает) алюминий, при этом сам окисляется, образуя хлорид натрия. Процесс можно описать следующим уравнением реакции:

$Na_3[AlCl_6] + 3Na \xrightarrow{t} Al \downarrow + 6NaCl$

В ходе реакции степень окисления алюминия изменяется с $+3$ до $0$, а степень окисления натрия-восстановителя — с $0$ до $+1$.

Ответ: $Na_3[AlCl_6] + 3Na \rightarrow Al + 6NaCl$.

Метод синтеза исходной соли из природного сырья и её название

Исходная соль с формулой $Na_3[AlCl_6]$ носит название гексахлороалюминат натрия.

Предложить метод синтеза этой соли можно, исходя из доступного природного сырья. Процесс можно разбить на две основные стадии.

На первой стадии получают безводный хлорид алюминия ($AlCl_3$) из боксита. Боксит, руда, состоящая в основном из оксида алюминия ($Al_2O_3$), является основным природным источником алюминия. Для получения хлорида алюминия оксид прокаливают со смесью угля (кокса) в токе газообразного хлора при высокой температуре (карботермическое хлорирование). Уравнение реакции:
$Al_2O_3 + 3C + 3Cl_2 \xrightarrow{800-1000^{\circ}C} 2AlCl_3 + 3CO \uparrow$

На второй стадии проводят синтез гексахлороалюмината натрия. Полученный безводный хлорид алюминия сплавляют с хлоридом натрия ($NaCl$). Хлорид натрия является распространённым минералом (галит или каменная соль). В результате реакции образуется целевая комплексная соль. Уравнение реакции:
$AlCl_3 + 3NaCl \xrightarrow{t} Na_3[AlCl_6]$

Ответ: Название соли — гексахлороалюминат натрия. Метод синтеза заключается в получении хлорида алюминия из боксита ($Al_2O_3$) путем его реакции с углем и хлором ($Al_2O_3 + 3C + 3Cl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3CO$), с последующим сплавлением полученного $AlCl_3$ с хлоридом натрия ($AlCl_3 + 3NaCl \rightarrow Na_3[AlCl_6]$).