Номер 4, страница 131 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 27. Обзор металлических элементов А-групп. Глава VI. Металлы - номер 4, страница 131.

Условие.

4. Напишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства гидроксида алюминия. Чем различаются реакции нейтрализации гидроксида алюминия и гидроксида магния? Для двух реакций ионного обмена (по выбору) составьте полное и сокращённое ионные уравнения.

Решение.

Решение 2.

Уравнения реакций, характеризующих химические свойства гидроксида алюминия

Гидроксид алюминия $Al(OH)_3$ является амфотерным гидроксидом. Это означает, что он способен реагировать как с кислотами (проявляя основные свойства), так и со щелочами (проявляя кислотные свойства). Также он, как и многие нерастворимые гидроксиды, разлагается при нагревании.

1. Взаимодействие с кислотами (проявление основных свойств):

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

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

2. Взаимодействие со щелочами (проявление кислотных свойств):

Реакция может протекать в водном растворе или при сплавлении.

- В водном растворе со щёлочью образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат натрия:

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

- При сплавлении (прокаливании) со щёлочью образуется метаалюминат натрия и вода:

$Al(OH)_3 + NaOH(тв) \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$

3. Термическое разложение:

При нагревании гидроксид алюминия разлагается на оксид алюминия и воду:

$2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O$

Ответ: Основные химические свойства гидроксида алюминия определяются его амфотерностью (реакции с кислотами и щелочами) и способностью к термическому разложению.

Различия в реакциях нейтрализации гидроксида алюминия и гидроксида магния

Основное различие в реакциях нейтрализации гидроксида алюминия $Al(OH)_3$ и гидроксида магния $Mg(OH)_2$ заключается в их химической природе.

- Гидроксид магния $Mg(OH)_2$ — это основание (хоть и слабое, нерастворимое в воде). Он проявляет только основные свойства и реагирует только с кислотами, нейтрализуя их:

$Mg(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + 2H_2O$

С растворами щелочей гидроксид магния не реагирует:

$Mg(OH)_2 + NaOH \rightarrow$ реакция не идет.

- Гидроксид алюминия $Al(OH)_3$ — амфотерный гидроксид. Он может быть нейтрализован как кислотой (выступая в роли основания), так и щёлочью (выступая в роли кислоты).

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$ (нейтрализация кислотой)

$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$ (нейтрализация щёлочью)

Таким образом, ключевое различие состоит в том, что гидроксид алюминия вступает в реакции нейтрализации и с кислотами, и со щелочами, в то время как гидроксид магния — только с кислотами.

Ответ: Реакции нейтрализации гидроксида алюминия возможны как с кислотами, так и со щелочами из-за его амфотерности. Гидроксид магния является основанием и вступает в реакцию нейтрализации только с кислотами.

Полные и сокращённые ионные уравнения для двух реакций ионного обмена

Выберем две реакции, характеризующие амфотерные свойства гидроксида алюминия: взаимодействие с соляной кислотой и с раствором гидроксида натрия.

1. Реакция гидроксида алюминия с соляной кислотой:

Молекулярное уравнение:

$Al(OH)_3(т) + 3HCl(р-р) \rightarrow AlCl_3(р-р) + 3H_2O(ж)$

Полное ионное уравнение (учитываем, что $Al(OH)_3$ — нерастворимое вещество, $HCl$ — сильная кислота, $AlCl_3$ — растворимая соль):

$Al(OH)_3(т) + 3H^+(р-р) + 3Cl^-(р-р) \rightarrow Al^{3+}(р-р) + 3Cl^-(р-р) + 3H_2O(ж)$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы $Cl^-$, которые не участвуют в реакции):

$Al(OH)_3(т) + 3H^+(р-р) \rightarrow Al^{3+}(р-р) + 3H_2O(ж)$

2. Реакция гидроксида алюминия с раствором гидроксида натрия:

Молекулярное уравнение:

$Al(OH)_3(т) + NaOH(р-р) \rightarrow Na[Al(OH)_4](р-р)$

Полное ионное уравнение (учитываем, что $NaOH$ — щёлочь, $Na[Al(OH)_4]$ — растворимая комплексная соль):

$Al(OH)_3(т) + Na^+(р-р) + OH^-(р-р) \rightarrow Na^+(р-р) + [Al(OH)_4]^-(р-р)$

Сокращённое ионное уравнение (исключаем ионы $Na^+$, которые не участвуют в реакции):

$Al(OH)_3(т) + OH^-(р-р) \rightarrow [Al(OH)_4]^-(р-р)$

Ответ: Сокращённое ионное уравнение реакции с кислотой: $Al(OH)_3 + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$. Сокращённое ионное уравнение реакции со щёлочью: $Al(OH)_3 + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$.