Номер 4, страница 112 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

ч. II. § 28. Естественные семейства химических элементов. Амфотерность. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 4, страница 112.

4. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

1)

$Al \to AlCl_3 \to Al(OH)_3$

$Al(OH)_3 \nearrow Na[Al(HO)_4]$

$Al(OH)_3 \searrow AlCl_3$

2)

$Zn \to ZnO \to ZnSO_4 \to Zn(OH)_2$

$Zn(OH)_2 \nearrow Na_2[Zn(OH)_4]$

$Zn(OH)_2 \searrow ZnSO_4$

1)

Решение:

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо провести следующие химические реакции:

1. $Al \rightarrow AlCl_3$. Получение хлорида алюминия из металлического алюминия. Это можно сделать, проведя реакцию алюминия с соляной кислотой или газообразным хлором. Например, с соляной кислотой:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

2. $AlCl_3 \rightarrow Al(OH)_3$. Получение гидроксида алюминия из его соли. Это реакция обмена с основанием (щелочью). Важно использовать недостаток сильной щелочи или слабую щелочь (например, гидрат аммиака), так как гидроксид алюминия амфотерен и растворяется в избытке сильных щелочей. При реакции с гидроксидом натрия образуется нерастворимый осадок гидроксида алюминия:

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

3. Из гидроксида алюминия $Al(OH)_3$ нужно получить два разных вещества:

а) $Al(OH)_3 \rightarrow Na[Al(OH)_4]$. Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства, то есть может реагировать и с кислотами, и с щелочами. При реакции с раствором гидроксида натрия он выступает в роли кислоты и образует комплексную соль — тетрагидроксоалюминат натрия:

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

б) $Al(OH)_3 \rightarrow AlCl_3$. Проявляя основные свойства, гидроксид алюминия реагирует с кислотами, образуя соль и воду. Для получения хлорида алюминия нужна соляная кислота:

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

4. $Na[Al(OH)_4] \rightarrow AlCl_3$. Для того чтобы из комплексной соли получить простую соль (хлорид алюминия), необходимо подействовать на нее избытком сильной кислоты, в данном случае — соляной. Кислота сначала разрушит комплекс, а затем прореагирует с образовавшимся гидроксидом:

$Na[Al(OH)_4] + 4HCl \rightarrow AlCl_3 + NaCl + 4H_2O$

Ответ:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$

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

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

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

$Na[Al(OH)_4] + 4HCl \rightarrow AlCl_3 + NaCl + 4H_2O$

2)

Решение:

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо провести следующие химические реакции:

1. $Zn \rightarrow ZnO$. Получение оксида цинка из металлического цинка. Это реакция окисления, например, при сжигании цинка в кислороде:

$2Zn + O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO$

2. $ZnO \rightarrow ZnSO_4$. Оксид цинка является амфотерным оксидом с преобладанием основных свойств. Он реагирует с кислотами с образованием соли и воды. Для получения сульфата цинка используем серную кислоту:

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

3. $ZnSO_4 \rightarrow Zn(OH)_2$. Получение гидроксида цинка из его соли. Это реакция обмена с щелочью. Как и гидроксид алюминия, гидроксид цинка амфотерен, поэтому следует избегать избытка сильной щелочи:

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

4. Из гидроксида цинка $Zn(OH)_2$ нужно получить два разных вещества:

а) $Zn(OH)_2 \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$. Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства. При реакции с избытком раствора гидроксида натрия он выступает в роли кислоты и образует комплексную соль — тетрагидроксоцинкат натрия:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

б) $Zn(OH)_2 \rightarrow ZnSO_4$. Проявляя основные свойства, гидроксид цинка реагирует с кислотами. Для получения сульфата цинка нужна серная кислота:

$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

5. $Na_2[Zn(OH)_4] \rightarrow ZnSO_4$. Чтобы из комплексной соли получить простую, необходимо подействовать на нее кислотой. При реакции с серной кислотой комплекс разрушается и образуется сульфат цинка:

$Na_2[Zn(OH)_4] + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Na_2SO_4 + 4H_2O$

Ответ:

$2Zn + O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO$

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

$Na_2[Zn(OH)_4] + 2H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Na_2SO_4 + 4H_2O$