Номер 4, страница 168 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 35. Алюминий — химический элемент и простое вещество. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 4, страница 168.

Условие.

4. Какое из природных соединений, перечисленных в тексте параграфа, наиболее богато алюминием? Дайте ответ, не проводя расчётов.

Решение.

Решение 2.

4. Решение

Для ответа на этот вопрос, не проводя точных математических расчётов, необходимо качественно сравнить состав основных природных соединений алюминия. Массовая доля элемента в соединении тем выше, чем меньше в его составе других, «посторонних» элементов, и чем меньше их относительная атомная масса по сравнению с алюминием.

Рассмотрим основные природные соединения алюминия, которые обычно упоминаются в учебниках:

Корунд – это оксид алюминия с химической формулой $Al_2O_3$. В его состав входят только атомы алюминия и кислорода.

Боксит – основная алюминиевая руда, представляющая собой гидрат оксида алюминия с примесями. Его условная формула $Al_2O_3 \cdot nH_2O$. По сравнению с корундом, в боксите присутствует химически связанная вода, которая увеличивает общую массу соединения, не добавляя алюминия. Следовательно, содержание алюминия в боксите ниже, чем в корунде.

Глина (каолинит) – это алюмосиликат с химической формулой $Al_2Si_2O_5(OH)_4$. Кроме алюминия и кислорода, в его состав входят кремний и водород. Атомы кремния ($Ar(Si) \approx 28$) имеют атомную массу, сравнимую с массой алюминия ($Ar(Al) \approx 27$). Присутствие кремния в молекуле значительно увеличивает её массу, что приводит к снижению массовой доли алюминия по сравнению с чистым оксидом алюминия.

Полевые шпаты (например, ортоклаз $KAlSi_3O_8$) и нефелин ($(Na,K)AlSiO_4$) также являются алюмосиликатами. Они содержат ещё больше кремния и другие металлы (калий, натрий), что делает их ещё менее богатыми алюминием по сравнению с корундом.

Криолит – это фторид алюминия и натрия с химической формулой $Na_3AlF_6$. В этом соединении на один атом алюминия приходится три атома натрия и шесть атомов фтора. Натрий и фтор добавляют значительную массу к молекуле, поэтому содержание алюминия здесь относительно невелико.

Сравнивая перечисленные соединения, можно сделать вывод, что наиболее простое по составу соединение, содержащее только алюминий и кислород – это корунд ($Al_2O_3$). В нём отсутствуют другие элементы (кремний, натрий, фтор, водород), которые «разбавляют» содержание алюминия, увеличивая общую молярную массу соединения. Таким образом, именно в корунде массовая доля алюминия будет наибольшей.

Ответ: Наиболее богатое алюминием природное соединение – корунд ($Al_2O_3$).