Номер 14, страница 132 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Серебристо-белый металл сгорел на воздухе с образованием белого порошка, нерастворимого в воде. Полученный продукт растворился и в соляной кислоте, и в растворе гидроксида натрия. Определите металл. Напишите уравнения протекающих реакций.

Решение

1. Проанализируем условия задачи, чтобы определить металл.

• «Серебристо-белый металл»: Этому описанию соответствует множество металлов, например, алюминий ($Al$), цинк ($Zn$), магний ($Mg$).
• «сгорел на воздухе с образованием белого порошка, нерастворимого в воде»: Это означает, что металл образует оксид белого цвета, который не растворяется в воде. Оксид магния ($MgO$), оксид алюминия ($Al_2O_3$), оксид цинка ($ZnO$) подходят под это описание. Оксиды щелочных и некоторых щелочноземельных металлов ($Na_2O, CaO$) реагируют с водой, поэтому они исключаются.
• «Полученный продукт растворился и в соляной кислоте, и в растворе гидроксида натрия»: Это ключевое свойство. Вещества, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями (щелочами), называются амфотерными. Следовательно, оксид искомого металла является амфотерным.

Из перечисленных выше оксидов ($MgO, Al_2O_3, ZnO$) амфотерными являются оксид алюминия ($Al_2O_3$) и оксид цинка ($ZnO$). Оксид магния ($MgO$) является основным и не будет реагировать с гидроксидом натрия.

Выбирая между алюминием и цинком, учтем, что алюминий — это классический серебристо-белый легкий металл, в то время как цинк чаще описывают как синевато-белый. Поэтому наиболее вероятным металлом является алюминий.

Таким образом, искомый металл — алюминий ($Al$). Продукт его сгорания — оксид алюминия ($Al_2O_3$).

Напишем уравнения протекающих реакций:

1. Горение алюминия на воздухе с образованием оксида алюминия:
$4Al + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3$

2. Растворение амфотерного оксида алюминия в соляной кислоте (проявляет основные свойства):
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

3. Растворение амфотерного оксида алюминия в растворе гидроксида натрия (проявляет кислотные свойства) с образованием комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия:
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$

Ответ: Искомый металл — алюминий ($Al$). Уравнения протекающих реакций:
$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
$Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$