Номер 5, страница 171 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) $Al \to Al_2(SO_4)_3 \to Al(OH)_3 \to Al_2O_3 \to Al(NO_3)_3$

б) $Al \to AlCl_3 \to Na[Al(OH)_4] \to Al(OH)_3 \to Al_2(SO_4)_3$

Для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

а) Al → Al₂(SO₄)₃ → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → Al(NO₃)₃

1. Получение сульфата алюминия из алюминия. Реакция алюминия с разбавленной серной кислотой. Это окислительно-восстановительная реакция.

   Молекулярное уравнение:

   $2Al + 3H₂SO₄(разб.) → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑$

   Электронный баланс:

   $Al^0 - 3e⁻ → Al^{+3}$ | 2 (восстановитель)

   $2H^{+1} + 2e⁻ → H₂^0$ | 3 (окислитель)

   Алюминий ($Al$) является восстановителем, ион водорода ($H⁺$) в составе серной кислоты – окислителем.

   Полное ионное уравнение:

   $2Al(тв) + 6H⁺ + 3SO₄^{2-} → 2Al^{3+} + 3SO₄^{2-} + 3H₂↑$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $2Al(тв) + 6H⁺ → 2Al^{3+} + 3H₂↑$

   Ответ: $2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑$

2. Получение гидроксида алюминия из сульфата алюминия. Реакция ионного обмена с гидроксидом натрия.

   Молекулярное уравнение:

   $Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄$

   Полное ионное уравнение:

   $2Al^{3+} + 3SO₄^{2-} + 6Na⁺ + 6OH⁻ → 2Al(OH)₃↓ + 6Na⁺ + 3SO₄^{2-}$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $Al^{3+} + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓$

   Ответ: $Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄$

3. Получение оксида алюминия из гидроксида алюминия. Реакция разложения при нагревании.

   Молекулярное уравнение:

   $2Al(OH)₃ \xrightarrow{t°} Al₂O₃ + 3H₂O$

   Реакция протекает не в растворе, ионные уравнения не составляются. Реакция не является окислительно-восстановительной.

   Ответ: $2Al(OH)₃ \xrightarrow{t°} Al₂O₃ + 3H₂O$

4. Получение нитрата алюминия из оксида алюминия. Реакция оксида с азотной кислотой.

   Молекулярное уравнение:

   $Al₂O₃ + 6HNO₃ → 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O$

   Полное ионное уравнение:

   $Al₂O₃(тв) + 6H⁺ + 6NO₃⁻ → 2Al^{3+} + 6NO₃⁻ + 3H₂O$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $Al₂O₃(тв) + 6H⁺ → 2Al^{3+} + 3H₂O$

   Ответ: $Al₂O₃ + 6HNO₃ → 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O$

б) Al → AlCl₃ → Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃

1. Получение хлорида алюминия из алюминия. Реакция алюминия с соляной кислотой. Это окислительно-восстановительная реакция.

   Молекулярное уравнение:

   $2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑$

   Электронный баланс:

   $Al^0 - 3e⁻ → Al^{+3}$ | 2 (восстановитель)

   $2H^{+1} + 2e⁻ → H₂^0$ | 3 (окислитель)

   Алюминий ($Al$) является восстановителем, ион водорода ($H⁺$) в составе соляной кислоты – окислителем.

   Полное ионное уравнение:

   $2Al(тв) + 6H⁺ + 6Cl⁻ → 2Al^{3+} + 6Cl⁻ + 3H₂↑$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $2Al(тв) + 6H⁺ → 2Al^{3+} + 3H₂↑$

   Ответ: $2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑$

2. Получение тетрагидроксоалюмината натрия из хлорида алюминия. Реакция с избытком гидроксида натрия.

   Молекулярное уравнение:

   $AlCl₃ + 4NaOH(изб.) → Na[Al(OH)₄] + 3NaCl$

   Полное ионное уравнение:

   $Al^{3+} + 3Cl⁻ + 4Na⁺ + 4OH⁻ → Na⁺ + [Al(OH)₄]⁻ + 3Na⁺ + 3Cl⁻$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $Al^{3+} + 4OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻$

   Ответ: $AlCl₃ + 4NaOH(изб.) → Na[Al(OH)₄] + 3NaCl$

3. Получение гидроксида алюминия из тетрагидроксоалюмината натрия. Реакция с кислотным оксидом (диоксидом углерода).

   Молекулярное уравнение:

   $Na[Al(OH)₄] + CO₂ → Al(OH)₃↓ + NaHCO₃$

   Полное ионное уравнение:

   $Na⁺ + [Al(OH)₄]⁻ + CO₂ → Al(OH)₃↓ + Na⁺ + HCO₃⁻$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $[Al(OH)₄]⁻ + CO₂ → Al(OH)₃↓ + HCO₃⁻$

   Ответ: $Na[Al(OH)₄] + CO₂ → Al(OH)₃↓ + NaHCO₃$

4. Получение сульфата алюминия из гидроксида алюминия. Реакция нейтрализации с серной кислотой.

   Молекулярное уравнение:

   $2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O$

   Полное ионное уравнение:

   $2Al(OH)₃(тв) + 6H⁺ + 3SO₄^{2-} → 2Al^{3+} + 3SO₄^{2-} + 6H₂O$

   Сокращенное ионное уравнение:

   $2Al(OH)₃(тв) + 6H⁺ → 2Al^{3+} + 6H₂O$

   Ответ: $2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O$