Номер 9, страница 142 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Схеме превращений

$Al^{+3} \rightarrow Al^{0}$

соответствует химическое уравнение

1) $AlCl_3 + 3KOH = Al(OH)_3 + 3KCl$

2) $2Al(OH)_3 = Al_2O_3 + 3H_2O$

3) $Al_2O_3 + 6HNO_3 = 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$

4) $2Al_2O_3 \xrightarrow{\text{электролиз}} 4Al + 3O_2$

Решение

В предложенной схеме превращений $Al^{+3} \rightarrow Al^0$ происходит изменение степени окисления алюминия с +3 на 0. Это процесс восстановления, так как степень окисления понижается. Атом алюминия принимает 3 электрона: $Al^{+3} + 3e^- \rightarrow Al^0$. Необходимо найти химическое уравнение, которое описывает этот процесс.

Проанализируем каждое из предложенных уравнений:

1) $AlCl_3 + 3KOH = Al(OH)_3 + 3KCl$. В этом уравнении степень окисления алюминия в исходном веществе $AlCl_3$ равна +3 (хлор имеет степень окисления -1). В продукте $Al(OH)_3$ степень окисления алюминия также равна +3 (гидроксогруппа $(OH)^-$ имеет заряд -1). Таким образом, степень окисления алюминия не изменяется ($Al^{+3} \rightarrow Al^{+3}$).

2) $2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O$. Здесь в исходном веществе $Al(OH)_3$ степень окисления алюминия +3. В продукте $Al_2O_3$ степень окисления кислорода -2, значит, у алюминия степень окисления также +3 ($2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +3$). Степень окисления алюминия не изменяется ($Al^{+3} \rightarrow Al^{+3}$).

3) $Al_2O_3 + 6HNO_3 = 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$. В этой реакции в $Al_2O_3$ степень окисления алюминия +3. В продукте $Al(NO_3)_3$ нитрат-ион $(NO_3)^-$ имеет заряд -1, следовательно, степень окисления алюминия равна +3. Степень окисления алюминия снова не изменяется ($Al^{+3} \rightarrow Al^{+3}$).

4) $2Al_2O_3 \xrightarrow{электролиз} 4Al + 3O_2$. В исходном веществе $Al_2O_3$ степень окисления алюминия +3. В продуктах реакции образуется алюминий в виде простого вещества $Al$, степень окисления которого по определению равна 0. Таким образом, происходит переход $Al^{+3} \rightarrow Al^0$. Это уравнение соответствует заданной схеме превращений.

Ответ: 4