Страница 112 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Выберите верное утверждение.

1) Для получения амфотерного гидроксида нужно по каплям приливать к раствору щёлочи раствор соли.

2) Для получения амфотерного гидроксида нужно по каплям приливать к раствору соли раствор щёлочи.

Ответ:

Подтвердите ответ уравнениями реакций.

Для правильного выбора утверждения необходимо понимать химические свойства амфотерных гидроксидов. Амфотерные гидроксиды, такие как гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) или гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$), являются нерастворимыми в воде, но реагируют как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). При реакции с избытком щелочи они растворяются, образуя растворимые комплексные соли. Следовательно, для получения амфотерного гидроксида в виде осадка необходимо избегать избытка щелочи.

1) Для получения амфотерного гидроксида нужно по каплям приливать к раствору щёлочи раствор соли.

Если следовать этому методу, то в реакционной смеси с самого начала будет находиться избыток щёлочи. Когда к ней добавляется раствор соли, образующийся амфотерный гидроксид немедленно реагирует с этим избытком щёлочи и растворяется. В результате вместо осадка образуется прозрачный раствор комплексной соли. Таким образом, получить и выделить амфотерный гидроксид этим способом не получится. Это утверждение неверно.

Пример с гидроксидом алюминия:
Сначала образуется осадок: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Затем он тут же растворяется в избытке щёлочи: $Al(OH)_3 + NaOH_{изб.} \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

2) Для получения амфотерного гидроксида нужно по каплям приливать к раствору соли раствор щёлочи.

Этот метод является правильным. При добавлении раствора щёлочи к раствору соли, в реакционной смеси поддерживается избыток соли. Добавляемая щёлочь сразу же расходуется на образование нерастворимого амфотерного гидроксида. Если прекратить добавление щёлочи вовремя (не допуская её избытка), то образовавшийся осадок можно будет отделить от раствора. Таким образом, этот метод позволяет получить амфотерный гидроксид. Это утверждение верно.

Пример с гидроксидом алюминия:
$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Пока щёлочь не в избытке, реакция останавливается на этой стадии, и осадок $Al(OH)_3$ может быть выделен.

Ответ: 2

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:

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

$ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O$

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

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

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

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