Задание 3, страница 114 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Задача 3

Получите раствор алюмината натрия, исходя из хлорида алюминия. Запишите уравнения проделанных реакций в молекулярном и ионном видах.

Решение

Чтобы получить раствор алюмината натрия из хлорида алюминия, необходимо провести реакцию в две стадии. Этот метод наглядно демонстрирует амфотерные свойства гидроксида алюминия.

Стадия 1: Получение гидроксида алюминия

К раствору хлорида алюминия ($AlCl_3$) приливаем по каплям раствор щёлочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$). Важно не добавлять избыток щёлочи на этой стадии. В результате реакции обмена выпадает белый студенистый осадок гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$).

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение (все сильные электролиты, находящиеся в растворе, записываются в виде ионов, а нерастворимые вещества, газы и слабые электролиты — в молекулярном виде):

$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное уравнение (получается путем исключения одинаковых ионов из обеих частей полного ионного уравнения):

$Al^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_3\downarrow$

Стадия 2: Растворение гидроксида алюминия в избытке щёлочи

Гидроксид алюминия является амфотерным соединением, то есть он способен реагировать как с кислотами, так и со щелочами. К полученному на первой стадии осадку $Al(OH)_3$ добавляем избыток раствора гидроксида натрия. Осадок растворяется, образуя прозрачный раствор комплексной соли — тетрагидроксоалюмината натрия ($Na[Al(OH)_4]$).

Молекулярное уравнение:

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

Полное ионное уравнение:

$Al(OH)_3 + Na^{+} + OH^{-} \rightarrow Na^{+} + [Al(OH)_4]^{-}$

Сокращенное ионное уравнение:

$Al(OH)_3 + OH^{-} \rightarrow [Al(OH)_4]^{-}$

Таким образом, итоговый раствор содержит алюминат натрия. Можно также записать суммарное уравнение, описывающее весь процесс при добавлении избытка щёлочи к раствору хлорида алюминия:

Суммарное молекулярное уравнение:

$AlCl_3 + 4NaOH_{изб.} \rightarrow Na[Al(OH)_4] + 3NaCl$

Суммарное полное ионное уравнение:

$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 4Na^{+} + 4OH^{-} \rightarrow Na^{+} + [Al(OH)_4]^{-} + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Суммарное сокращенное ионное уравнение:

$Al^{3+} + 4OH^{-} \rightarrow [Al(OH)_4]^{-}$

Ответ: Для получения раствора алюмината натрия из хлорида алюминия сначала осаждают гидроксид алюминия действием щёлочи ($AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl$), а затем растворяют полученный амфотерный гидроксид в избытке щёлочи ($Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$). Уравнения реакций в молекулярном и ионном видах представлены выше.