Страница 68 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-143. Вещество А светло-зеленого цвета разлагается при нагревании на вещество Б черного цвета, бесцветный газ и пары воды. При взаимодействии вещества Б с серной кислотой образуется раствор синего цвета. При добавлении к этому раствору щелочи выпадает синий студенистый осадок, разлагающийся при нагревании. О каких веществах А и Б идет речь? Напишите уравнения упомянутых здесь реакций.

О каких веществах А и Б идет речь?

Для идентификации веществ А и Б проанализируем описанную цепочку химических превращений, начиная с конца.

Раствор синего цвета и выпадающий из него при добавлении щелочи синий студенистый осадок являются характерными признаками соединений двухвалентной меди ($Cu^{2+}$). Синий студенистый осадок — это гидроксид меди(II), $Cu(OH)_2$. Он нестоек и при нагревании разлагается на черный оксид меди(II) и воду, что полностью соответствует условию задачи.

Раствор синего цвета был получен при взаимодействии вещества Б с серной кислотой, следовательно, это раствор сульфата меди(II), $CuSO_4$. Вещество Б, вступающее в реакцию с кислотой с образованием соли меди, имеет черный цвет. Этому описанию соответствует оксид меди(II), $CuO$.

Таким образом, вещество Б – это оксид меди(II), $CuO$.

Вещество А имеет светло-зеленый цвет. При нагревании оно разлагается на вещество Б ($CuO$), бесцветный газ и пары воды. Таким веществом является основной карбонат меди(II), $(CuOH)_2CO_3$, также известный как минерал малахит. При его термическом разложении образуются оксид меди(II) (черного цвета), углекислый газ ($CO_2$ — бесцветный газ) и вода ($H_2O$). Все признаки совпадают.

Таким образом, вещество А – это основной карбонат меди(II), $(CuOH)_2CO_3$.

Ответ: Вещество А — основной карбонат меди(II) ($(CuOH)_2CO_3$). Вещество Б — оксид меди(II) ($CuO$).

Напишите уравнения упомянутых здесь реакций.

1. Разложение вещества А (основного карбоната меди(II)) при нагревании:
$(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2CuO + CO_2\uparrow + H_2O$

2. Взаимодействие вещества Б (оксида меди(II)) с серной кислотой:
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

3. Образование синего студенистого осадка (гидроксида меди(II)) при добавлении щелочи (в качестве примера используем гидроксид натрия, $NaOH$):
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

4. Разложение синего осадка (гидроксида меди(II)) при нагревании:
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Ответ:
$(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2CuO + CO_2\uparrow + H_2O$
$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Вопросы и задания

5-144. Запишите формулы перечисленных здесь веществ: гидроксид бария, гидроксид алюминия, гидроксид цинка, гидроксид калия, гидроксид бериллия, азотная кислота, гидроксид кальция, гидроксид хрома(III), ортофосфорная кислота. Выберите из данного перечня формулы

а) амфотерных гидроксидов,

б) основных гидроксидов,

в) кислотных гидроксидов.

Решение

Сначала запишем химические формулы всех перечисленных веществ. Формула гидроксида составляется исходя из степени окисления металла, а формула кислоты является общеизвестной.
Химические формулы перечисленных веществ:
Гидроксид бария: $Ba(OH)_2$
Гидроксид алюминия: $Al(OH)_3$
Гидроксид цинка: $Zn(OH)_2$
Гидроксид калия: $KOH$
Гидроксид бериллия: $Be(OH)_2$
Азотная кислота: $HNO_3$
Гидроксид кальция: $Ca(OH)_2$
Гидроксид хрома(III): $Cr(OH)_3$
Ортофосфорная кислота: $H_3PO_4$

Далее выберем из полученного перечня формулы веществ, соответствующие каждой группе.

а) Амфотерными называются гидроксиды, которые в зависимости от условий проявляют либо основные, либо кислотные свойства. Они способны реагировать как с кислотами, так и с основаниями. К амфотерным гидроксидам относятся, например, гидроксиды алюминия, цинка, бериллия, хрома(III).

Ответ: $Al(OH)_3$, $Zn(OH)_2$, $Be(OH)_2$, $Cr(OH)_3$.

б) Основные гидроксиды (основания) — это соединения, которые проявляют только основные свойства, то есть реагируют с кислотами. Их образуют металлы I и II групп главной подгруппы (щелочные и щелочноземельные металлы), за исключением бериллия. В данном списке к ним относятся гидроксид бария, гидроксид калия и гидроксид кальция.

Ответ: $Ba(OH)_2$, $KOH$, $Ca(OH)_2$.

в) Кислотными гидроксидами называют кислородсодержащие кислоты. Это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка. В перечне к ним относятся азотная и ортофосфорная кислоты.

Ответ: $HNO_3$, $H_3PO_4$.

5-145. Напишите уравнения реакций, в ходе которых можно получить и доказать амфотерность

а) гидроксида алюминия,

б) гидроксида хрома(III).

а) гидроксида алюминия

Решение

Чтобы получить гидроксид алюминия $Al(OH)_3$, нужно к раствору какой-либо растворимой соли алюминия, например, хлорида алюминия $AlCl_3$, прилить раствор щелочи, например, гидроксида натрия $NaOH$. Выпадет белый студенистый осадок $Al(OH)_3$.

Уравнение реакции получения:

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

Амфотерность гидроксида алюминия доказывается его способностью реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

1. Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств). При добавлении сильной кислоты, например, соляной $HCl$, осадок гидроксида алюминия растворяется с образованием соли и воды:

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

2. Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств). При добавлении концентрированного раствора щелочи, например, гидроксида натрия $NaOH$, осадок гидроксида алюминия также растворяется, образуя комплексную соль — тетрагидроксоалюминат натрия:

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

Ответ: Уравнения реакций для получения и доказательства амфотерности гидроксида алюминия:

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

Реакция с кислотой: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

Реакция со щелочью: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

б) гидроксида хрома(III)

Решение

Гидроксид хрома(III) $Cr(OH)_3$ можно получить, действуя раствором щелочи на раствор соли хрома(III), например, на сульфат хрома(III) $Cr_2(SO_4)_3$. Образуется осадок серо-зеленого цвета.

Уравнение реакции получения:

$Cr_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Cr(OH)_3 \downarrow + 3Na_2SO_4$

Амфотерные свойства гидроксида хрома(III) доказываются его взаимодействием с кислотами и щелочами.

1. Взаимодействие с кислотой (проявление основных свойств). Гидроксид хрома(III) растворяется в сильных кислотах, например, в серной кислоте $H_2SO_4$, с образованием соли хрома(III) и воды:

$2Cr(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

2. Взаимодействие со щелочью (проявление кислотных свойств). Гидроксид хрома(III) реагирует с избытком раствора щелочи, образуя комплексную соль — гексагидроксохромат(III) натрия, имеющую изумрудно-зеленый цвет:

$Cr(OH)_3 + 3NaOH \rightarrow Na_3[Cr(OH)_6]$

Ответ: Уравнения реакций для получения и доказательства амфотерности гидроксида хрома(III):

Получение: $CrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$ (используем хлорид для простоты коэффициентов)

Реакция с кислотой: $Cr(OH)_3 + 3HCl \rightarrow CrCl_3 + 3H_2O$

Реакция со щелочью: $Cr(OH)_3 + 3NaOH \rightarrow Na_3[Cr(OH)_6]$

5-146. Напишите уравнения реакций, в ходе которых можно получить и доказать амфотерность

а) гидроксида цинка,

б) гидроксида бериллия.

Амфотерность — это способность химического соединения проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства. Чтобы получить и доказать амфотерность гидроксида, необходимо сначала синтезировать его (обычно реакцией обмена), а затем показать, что он реагирует как с кислотами, так и со щелочами.

а) гидроксида цинка

1. Получение гидроксида цинка $Zn(OH)_2$. Гидроксид цинка можно получить, действуя раствором щелочи на раствор соли цинка. В результате реакции выпадает белый аморфный осадок.

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

2. Доказательство амфотерных свойств $Zn(OH)_2$. Для доказательства амфотерности нужно показать взаимодействие полученного гидроксида с кислотой и щелочью.

Реакция с сильной кислотой (например, соляной) демонстрирует основные свойства гидроксида цинка. Осадок растворяется, образуя соль и воду.

$Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$

Реакция с раствором сильной щелочи (например, гидроксида натрия) демонстрирует кислотные свойства. Осадок растворяется с образованием комплексной соли — тетрагидроксоцинката натрия.

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

Ответ: Уравнения реакций, позволяющие получить и доказать амфотерность гидроксида цинка:
1) Получение: $ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$
2) Реакция с кислотой: $Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$
3) Реакция с щелочью: $Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

б) гидроксида бериллия

1. Получение гидроксида бериллия $Be(OH)_2$. Гидроксид бериллия, как и гидроксид цинка, получают по реакции обмена между солью бериллия и щелочью. Выпадает белый студенистый осадок.

$BeCl_2 + 2KOH \rightarrow Be(OH)_2\downarrow + 2KCl$

2. Доказательство амфотерных свойств $Be(OH)_2$. Амфотерность гидроксида бериллия доказывается его способностью реагировать и с кислотами, и со щелочами.

Проявление основных свойств в реакции с кислотой (например, азотной):

$Be(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Be(NO_3)_2 + 2H_2O$

Проявление кислотных свойств в реакции с раствором щелочи (например, гидроксида калия) с образованием комплексного соединения — тетрагидроксобериллата калия:

$Be(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Be(OH)_4]$

Ответ: Уравнения реакций, позволяющие получить и доказать амфотерность гидроксида бериллия:
1) Получение: $BeCl_2 + 2KOH \rightarrow Be(OH)_2\downarrow + 2KCl$
2) Реакция с кислотой: $Be(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Be(NO_3)_2 + 2H_2O$
3) Реакция с щелочью: $Be(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Be(OH)_4]$

5-147. В трех склянках без этикеток находятся растворы хлорида натрия, хлорида алюминия, хлорида магния. Как химическим путем распознать, какое вещество в каждой из склянок?

Дано:

Три склянки с водными растворами солей без этикеток: хлорид натрия ($NaCl$), хлорид алюминия ($AlCl_3$), хлорид магния ($MgCl_2$).

Найти:

Способ химической идентификации каждого вещества.

Решение:

Для того чтобы различить растворы данных солей, необходимо провести качественные реакции на катионы металлов: $Na^+$, $Al^{3+}$ и $Mg^{2+}$, поскольку анион ($Cl^−$) во всех трех случаях одинаков. Самым удобным реагентом для этой цели является раствор сильной щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$).

Эксперимент проводится следующим образом:
1. Пронумеровать склянки (например, №1, №2 и №3).
2. Отобрать из каждой склянки пробы в три чистые пробирки.
3. В каждую из пробирок по каплям добавлять раствор гидроксида натрия, внимательно наблюдая за происходящими изменениями. Важно сначала добавить немного щелочи, а затем ее избыток.

В результате можно будет наблюдать следующие явления:

- В одной из пробирок при добавлении раствора $NaOH$ не произойдет никаких видимых изменений. Раствор останется бесцветным и прозрачным. Это означает, что в этой пробирке находится раствор хлорида натрия ($NaCl$).

- Во второй пробирке при добавлении щелочи выпадет белый студенистый (гелеобразный) осадок. При добавлении избытка раствора $NaOH$ этот осадок не растворяется. Это качественная реакция на ион магния, следовательно, в этой пробирке находится раствор хлорида магния ($MgCl_2$). Осадок представляет собой гидроксид магния ($Mg(OH)_2$).
Уравнение реакции: $MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

- В третьей пробирке при добавлении первых капель щелочи также образуется белый студенистый осадок — гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Однако, в отличие от гидроксида магния, гидроксид алюминия является амфотерным, то есть реагирует и с кислотами, и с щелочами. Поэтому при добавлении избытка раствора $NaOH$ образовавшийся осадок полностью растворится с образованием прозрачного раствора комплексной соли (тетрагидроксоалюмината натрия). Это качественная реакция на ион алюминия, значит, в пробирке находится раствор хлорида алюминия ($AlCl_3$).
Уравнение образования осадка: $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$
Уравнение растворения осадка в избытке щелочи: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Таким образом, по разному поведению веществ при взаимодействии с раствором щелочи можно однозначно определить, в какой склянке находится каждый из хлоридов.

Ответ: Чтобы распознать вещества, нужно в пробы из каждой склянки добавить раствор щелочи (например, $NaOH$). В склянке с хлоридом натрия ($NaCl$) видимых изменений не произойдет. В склянке с хлоридом магния ($MgCl_2$) выпадет белый осадок, нерастворимый в избытке щелочи. В склянке с хлоридом алюминия ($AlCl_3$) сначала выпадет белый осадок, который растворится при дальнейшем добавлении избытка щелочи.

5-148. В трех колбах без этикеток находятся растворы нитрата калия, нитрата цинка, нитрата меди(II). Как химическим путем распознать, какое вещество в каждой из колб?

Решение

Для распознавания растворов нитрата калия ($KNO_3$), нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$) и нитрата меди(II) ($Cu(NO_3)_2$) можно использовать их физические и химические свойства, выполнив действия в определенной последовательности.

1. Определение нитрата меди(II) по цвету раствора.
Первым делом следует осмотреть все три колбы. Растворы солей меди(II) имеют характерный синий или голубой цвет из-за присутствия гидратированных ионов меди ($[Cu(H_2O)_6]^{2+}$). Растворы нитрата калия и нитрата цинка являются бесцветными. Таким образом, колба с раствором синего цвета содержит нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$).

2. Определение нитрата цинка и нитрата калия с помощью щелочи.
Для того чтобы различить два оставшихся бесцветных раствора, необходимо провести качественную реакцию. В качестве реагента можно использовать раствор любой щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). Для этого нужно отобрать из каждой колбы с бесцветным раствором небольшие пробы в отдельные пробирки и добавить в них по несколько капель раствора $NaOH$.

• В пробирке, содержащей раствор нитрата цинка ($Zn(NO_3)_2$), будет наблюдаться образование белого студенистого (гелеобразного) осадка гидроксида цинка ($Zn(OH)_2$).
  Уравнение реакции:
  $Zn(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$
• В пробирке, содержащей раствор нитрата калия ($KNO_3$), никаких видимых изменений не произойдет, так как нитрат калия не реагирует с гидроксидом натрия с образованием осадка.

Для дополнительного подтверждения можно в пробирку с выпавшим белым осадком добавить избыток раствора щелочи. Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) является амфотерным соединением и растворится в избытке щелочи, образуя прозрачный раствор комплексной соли — тетрагидроксоцинката натрия ($Na_2[Zn(OH)_4]$).
Уравнение реакции:
$Zn(OH)_2 + 2NaOH_{ (изб.)} \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Также можно провести реакцию раствора нитрата меди(II) со щелочью для подтверждения. При добавлении $NaOH$ к синему раствору $Cu(NO_3)_2$ выпадает синий осадок гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), который, в отличие от гидроксида цинка, не растворяется в избытке щелочи.
Уравнение реакции:
$Cu(NO_3)_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaNO_3$

Ответ: Распознать вещества можно в два этапа. Сначала по цвету: синий раствор – это нитрат меди(II) ($Cu(NO_3)_2$). Затем, к двум оставшимся бесцветным растворам следует добавить раствор щелочи (например, $NaOH$). В колбе, где выпадет белый осадок, находится нитрат цинка ($Zn(NO_3)_2$). В колбе, где видимых изменений не произойдет, находится нитрат калия ($KNO_3$).

5-149. В двух склянках без этикеток находятся растворы сульфата алюминия ($ \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 $) и гидроксида натрия ($ \text{NaOH} $). Как, не используя иных реактивов, распознать, какое вещество в каждой из склянок?

Решение

Для того чтобы распознать, в какой из склянок находится раствор сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$), а в какой — раствор гидроксида натрия ($NaOH$), необходимо использовать их способность вступать в реакцию друг с другом. Ключевым моментом является амфотерность гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$), который образуется в результате реакции и способен растворяться в избытке щелочи.

Процедура распознавания:

1. Отбираем из одной склянки (назовем ее склянка №1) небольшую пробу раствора в пробирку.

2. По каплям, медленно приливаем к этой пробе раствор из второй склянки (склянка №2), постоянно перемешивая, и наблюдаем за изменениями.

Возможны два исхода эксперимента:

Случай А. При добавлении раствора из склянки №2 к раствору из склянки №1 сначала образуется белый студенистый осадок, который по мере дальнейшего добавления раствора из склянки №2 полностью растворяется, и раствор снова становится прозрачным.

Это означает, что в склянке №1 находился раствор сульфата алюминия, а в склянке №2 — раствор гидроксида натрия.
Протекают две последовательные реакции:
1. Образование осадка гидроксида алюминия:
$Al_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4$
2. Растворение осадка в избытке щелочи с образованием растворимого комплексного соединения — тетрагидроксоалюмината натрия:
$Al(OH)_3 + NaOH_{(изб.)} \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Случай Б. При добавлении раствора из склянки №2 к раствору из склянки №1 сразу образуется белый студенистый осадок, количество которого только увеличивается при дальнейшем добавлении раствора из склянки №2, но осадок не растворяется.

Это означает, что в склянке №1 находился раствор гидроксида натрия, а в склянке №2 — раствор сульфата алюминия.
Протекает только одна реакция, так как щелочь, необходимая для растворения осадка, находится в недостатке и быстро расходуется:
$6NaOH + Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4$

Таким образом, по характеру протекания реакции можно однозначно определить содержимое каждой склянки.

Ответ: Необходимо взять пробу одного раствора и по каплям приливать к ней второй. Если сначала выпадает осадок, а при дальнейшем приливании он растворяется, то приливаемый раствор – это гидроксид натрия, а исходный – сульфат алюминия. Если же выпадающий осадок не растворяется при дальнейшем добавлении, то приливаемый раствор – сульфат алюминия, а исходный – гидроксид натрия.

5-150. Предложите способы получения цинката калия:

а) из оксида цинка,

б) из гидроксида цинка.

Цинк — амфотерный металл, поэтому его оксид и гидроксид способны реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). При реакции с щелочами образуются соли — цинкаты. В зависимости от условий проведения реакции (сплавление или в водном растворе), продукт может быть представлен разными формулами: $K_2ZnO_2$ (цинкат калия) или $K_2[Zn(OH)_4]$ (тетрагидроксоцинкат калия).

Получить цинкат калия из амфотерного оксида цинка ($ZnO$) можно двумя основными способами.

1. Сплавление с твердым гидроксидом калия. При нагревании оксида цинка с твердой щелочью образуется средняя соль — цинкат калия, и выделяется вода.

$ZnO + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + H_2O$

Аналогично реакция протекает при сплавлении с оксидом или карбонатом калия:

$ZnO + K_2O \xrightarrow{t} K_2ZnO_2$

$ZnO + K_2CO_3 \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + CO_2 \uparrow$

2. Реакция с концентрированным водным раствором гидроксида калия. При взаимодействии оксида цинка с концентрированным раствором щелочи образуется растворимая комплексная соль — тетрагидроксоцинкат калия.

$ZnO + 2KOH_{ (конц.) } + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$

Ответ: Цинкат калия из оксида цинка можно получить: 1) сплавлением с гидроксидом калия по реакции $ZnO + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + H_2O$; 2) растворением в концентрированном растворе гидроксида калия по реакции $ZnO + 2KOH + H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$.

Амфотерный гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) также реагирует со щелочами с образованием цинкатов.

1. Растворение в водном растворе гидроксида калия. Гидроксид цинка, будучи нерастворимым в воде основанием, растворяется в избытке раствора щелочи с образованием комплексной соли.

$Zn(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$

2. Сплавление с твердым гидроксидом калия. При нагревании гидроксида цинка с твердой щелочью образуется цинкат калия и вода.

$Zn(OH)_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + 2H_2O$

Ответ: Цинкат калия из гидроксида цинка можно получить: 1) растворением в растворе гидроксида калия по реакции $Zn(OH)_2 + 2KOH \rightarrow K_2[Zn(OH)_4]$; 2) сплавлением с твердым гидроксидом калия по реакции $Zn(OH)_2 + 2KOH \xrightarrow{t} K_2ZnO_2 + 2H_2O$.

5-151. Предложите способы получения алюмината натрия:

а) из оксида алюминия

б) из гидроксида алюминия

а) из оксида алюминия
Алюминат натрия можно получить из оксида алюминия ($Al_2O_3$), который является амфотерным оксидом, т.е. реагирует и с кислотами, и с основаниями. Для получения алюмината натрия оксид алюминия должен прореагировать с веществом, содержащим натрий и проявляющим основные свойства.

Способ 1: Сплавление.
Оксид алюминия сплавляют при высокой температуре (900–1100 °C) с твердой щелочью (гидроксидом натрия) или с карбонатом натрия (содой). В результате реакции образуется безводная соль — метаалюминат натрия.
Реакция с гидроксидом натрия:
$Al_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + H_2O$
Реакция с карбонатом натрия:
$Al_2O_3 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + CO_2\uparrow$

Способ 2: Реакция в растворе.
Оксид алюминия растворяют в концентрированном водном растворе гидроксида натрия при нагревании. В водном растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат натрия.
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \xrightarrow{t} 2Na[Al(OH)_4]$

Ответ: Алюминат натрия можно получить из оксида алюминия путем его сплавления с гидроксидом натрия ($Al_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + H_2O$) или карбонатом натрия ($Al_2O_3 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + CO_2\uparrow$), либо растворением в концентрированном водном растворе гидроксида натрия ($Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \xrightarrow{t} 2Na[Al(OH)_4]$).

б) из гидроксида алюминия
Гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) — амфотерный гидроксид, который легко реагирует со щелочами.

Способ 1: Реакция в растворе.
Гидроксид алюминия (в виде свежеосажденного геля) растворяют в водном растворе гидроксида натрия. Реакция протекает с образованием растворимой комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия. Этот процесс не требует сильного нагревания.
$Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Способ 2: Сплавление.
При нагревании (спекании) твердого гидроксида алюминия с твердым гидроксидом натрия происходит реакция дегидратации с образованием метаалюмината натрия.
$Al(OH)_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$

Ответ: Алюминат натрия можно получить из гидроксида алюминия путем его растворения в водном растворе гидроксида натрия с образованием тетрагидроксоалюмината натрия ($Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$) или путем сплавления с твердым гидроксидом натрия с образованием метаалюмината натрия ($Al(OH)_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$).