Номер 2, страница 105 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 20. Неорганические и органические амфотерные соединения. Глава III. Вещества и их свойства - номер 2, страница 105.

Условие.

2. Приведите примеры амфотерных оксидов и гидроксидов. Подтвердите амфотерные свойства одной из пар молекулярными и ионными уравнениями химических реакций.

Решение.

Решение 2.

Примеры амфотерных оксидов и гидроксидов

К амфотерным оксидам относятся оксиды металлов со степенью окисления +3, +4, а также некоторых металлов со степенью окисления +2. Например: оксид алюминия ($Al_2O_3$), оксид цинка ($ZnO$), оксид бериллия ($BeO$), оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$), оксид свинца(II) ($PbO$), оксид олова(II) ($SnO$).

К амфотерным гидроксидам относятся гидроксиды, соответствующие этим оксидам: гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$), гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$), гидроксид бериллия ($Be(OH)_2$), гидроксид хрома(III) ($Cr(OH)_3$), гидроксид свинца(II) ($Pb(OH)_2$), гидроксид олова(II) ($Sn(OH)_2$).

Подтверждение амфотерных свойств на примере пары оксид алюминия ($Al_2O_3$) и гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$)

Амфотерность — это способность химического соединения проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства. Подтвердим это свойство для пары соединений: оксида и гидроксида алюминия.

1. Гидроксид алюминия $Al(OH)_3$

а) Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств):

Гидроксид алюминия реагирует с сильными кислотами с образованием соли и воды. Например, с соляной кислотой ($HCl$):

Молекулярное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + 3HCl(р-р) \rightarrow AlCl_3(р-р) + 3H_2O(ж)$

Полное ионное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + 3H^+ + 3Cl^- \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^- + 3H_2O(ж)$

Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O(ж)$

б) Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств):

Гидроксид алюминия реагирует с растворами щелочей с образованием комплексных солей. Например, с гидроксидом натрия ($NaOH$):

Молекулярное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + NaOH(р-р) \rightarrow Na[Al(OH)_4](р-р)$

Полное ионное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + Na^+ + OH^- \rightarrow Na^+ + [Al(OH)_4]^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3(тв) + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$

2. Оксид алюминия $Al_2O_3$

а) Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств):

Оксид алюминия реагирует с сильными кислотами с образованием соли и воды. Например, с серной кислотой ($H_2SO_4$):

Молекулярное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 3H_2SO_4(р-р) \rightarrow Al_2(SO_4)_3(р-р) + 3H_2O(ж)$

Полное ионное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3H_2O(ж)$

Сокращенное ионное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 6H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 3H_2O(ж)$

б) Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств):

Оксид алюминия реагирует с растворами щелочей при нагревании. Для реакции требуется вода.

Молекулярное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 2NaOH(р-р) + 3H_2O(ж) \xrightarrow{t} 2Na[Al(OH)_4](р-р)$

Полное ионное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 2Na^+ + 2OH^- + 3H_2O(ж) \rightarrow 2Na^+ + 2[Al(OH)_4]^-$

Сокращенное ионное уравнение: $Al_2O_3(тв) + 2OH^- + 3H_2O(ж) \rightarrow 2[Al(OH)_4]^-$

Способность как оксида алюминия, так и гидроксида алюминия реагировать с кислотами и щелочами доказывает их амфотерный характер.

Ответ: Примерами амфотерных соединений являются оксид цинка ($ZnO$), оксид алюминия ($Al_2O_3$), гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) и гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Амфотерные свойства пары $Al_2O_3/Al(OH)_3$ подтверждаются их способностью реагировать как с кислотами (например, $Al(OH)_3 + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$), так и со щелочами (например, $Al_2O_3 + 2OH^- + 3H_2O \rightarrow 2[Al(OH)_4]^-$).