Номер 4, страница 106 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 20. Неорганические и органические амфотерные соединения. Глава III. Вещества и их свойства - номер 4, страница 106.

Условие.

4. Почему при добавлении нескольких капель раствора хлорида алюминия к избытку раствора гидроксида натрия не выпадает осадок гидроксида алюминия? Каким должен быть порядок добавления реагентов для получения $Al(OH)_3$ из указанных реагентов? Запишите молекулярные и ионные уравнения химических реакций.

Решение.

Решение 2.

Почему при добавлении нескольких капель раствора хлорида алюминия к избытку раствора гидроксида натрия не выпадает осадок гидроксида алюминия?

При добавлении раствора хлорида алюминия ($AlCl_3$) к раствору гидроксида натрия ($NaOH$) происходит химическая реакция с образованием гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$), который является нерастворимым в воде осадком белого цвета.

Однако гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами. Это означает, что он может реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). Поскольку в условии задачи раствор гидроксида натрия находится в избытке, образующийся осадок $Al(OH)_3$ немедленно вступает в реакцию с этим избытком щелочи.

В результате этой реакции образуется растворимый в воде комплексный солевой продукт — тетрагидроксоалюминат натрия ($Na[Al(OH)_4]$). Из-за образования растворимого комплекса мы не наблюдаем выпадения осадка.

Процесс можно описать двумя последовательными реакциями:

1. Образование гидроксида алюминия:
Молекулярное уравнение: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

2. Растворение гидроксида алюминия в избытке щелочи:
Молекулярное уравнение: $Al(OH)_3 + NaOH_{изб.} \rightarrow Na[Al(OH)_4]$
Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3 \downarrow + OH^{-} \rightarrow [Al(OH)_4]^{-}$

Суммарная реакция, протекающая в избытке щелочи:

Молекулярное уравнение:
$AlCl_3 + 4NaOH_{изб.} \rightarrow Na[Al(OH)_4] + 3NaCl$

Полное ионное уравнение:
$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 4Na^{+} + 4OH^{-} \rightarrow Na^{+} + [Al(OH)_4]^{-} + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:
$Al^{3+} + 4OH^{-} \rightarrow [Al(OH)_4]^{-}$

Ответ: Осадок гидроксида алюминия не выпадает, так как гидроксид алюминия является амфотерным соединением и растворяется в избытке щелочи (гидроксида натрия), образуя растворимый комплексный солевой продукт — тетрагидроксоалюминат натрия.

Каким должен быть порядок добавления реагентов для получения Al(OH)₃ из указанных реагентов? Запишите молекулярные и ионные уравнения химических реакций.

Чтобы получить осадок гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$) и избежать его растворения, необходимо исключить образование избытка щелочи. Для этого следует к раствору соли, то есть к хлориду алюминия ($AlCl_3$), медленно, по каплям, приливать раствор щелочи — гидроксида натрия ($NaOH$). В этом случае гидроксид натрия будет сразу же вступать в реакцию, и его избыток не будет создаваться в растворе до тех пор, пока вся соль не прореагирует.

Реакция получения осадка гидроксида алюминия:

Молекулярное уравнение:
$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Полное ионное уравнение:
$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:
$Al^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow$

Ответ: Для получения осадка гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$) необходимо к раствору хлорида алюминия ($AlCl_3$) приливать раствор гидроксида натрия ($NaOH$). Уравнения реакций:
Молекулярное: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Сокращенное ионное: $Al^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow$