Номер 15, страница 113 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 3. Глава 3. Неорганическая химия - номер 15, страница 113.

Условие.

15. Алюминий вступает в реакцию замещения с

1) $S$

2) $Fe_3O_4$

3) $O_2$

4) $HNO_3$

Решение.

Решение 2.

Реакция замещения — это тип химической реакции, при которой атомы в простом веществе замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Общая схема реакции замещения: $A + BC \rightarrow AC + B$. Чтобы определить, с каким из предложенных веществ алюминий вступает в реакцию замещения, проанализируем каждый вариант.

1) S

Взаимодействие алюминия с серой (простое вещество) приводит к образованию сульфида алюминия (сложное вещество).
$2Al + 3S \xrightarrow{t} Al_2S_3$
Эта реакция относится к типу реакций соединения, так как из двух простых веществ образуется одно сложное.

2) Fe₃O₄

Алюминий является более активным металлом, чем железо (согласно электрохимическому ряду напряжений металлов). Поэтому он способен вытеснять железо из его оксидов. В этой реакции атомы алюминия (простое вещество) замещают атомы железа в оксиде железа (сложное вещество).
$8Al + 3Fe_3O_4 \xrightarrow{t} 4Al_2O_3 + 9Fe$
Эта реакция (алюминотермия) является классическим примером реакции замещения.

3) O₂

Взаимодействие алюминия с кислородом (простое вещество) приводит к образованию оксида алюминия (сложное вещество).
$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$
Как и в случае с серой, это реакция соединения.

4) HNO₃

Реакция алюминия с азотной кислотой является сложной окислительно-восстановительной реакцией. Продукты реакции зависят от концентрации кислоты, но в общем случае не происходит простого замещения водорода с его выделением в виде газа $H_2$. Азотная кислота — сильный окислитель, и она восстанавливается до различных соединений азота ($NO_2, NO, N_2O, N_2, NH_4NO_3$). Например:
$Al + 6HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} Al(NO_3)_3 + 3NO_2 \uparrow + 3H_2O$
Данный процесс не является типичной реакцией замещения, в отличие от варианта 2.

Таким образом, единственной реакцией, которая однозначно классифицируется как реакция замещения, является взаимодействие алюминия с оксидом железа $Fe_3O_4$.

Ответ: 2