Номер 5, страница 166 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 46. Алюминий. Подумай, ответь, выполни... - номер 5, страница 166.

Условие.

5. Составьте уравнения реакций, в которых алюминий восстанавливает:

а) галогены;

б) железо;

в) ионы водорода;

г) серу;

д) кислород.

Покажите переход электронов.

Решение.

Решение 2.

Алюминий — активный металл, который в химических реакциях выступает в роли восстановителя, отдавая 3 электрона и повышая свою степень окисления от 0 до +3. Ниже приведены уравнения реакций, в которых алюминий восстанавливает различные вещества, и показан переход электронов.

а) галогены

Алюминий активно реагирует с галогенами (например, с хлором) при обычных условиях, образуя соответствующий галогенид алюминия.

Уравнение реакции:

$2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AlCl}_3$

Схема перехода электронов (электронный баланс):

$\text{Al}^0 - 3e^- \rightarrow \text{Al}^{+3}$ | 2 (окисление, Al – восстановитель)

$\text{Cl}_2^0 + 2e^- \rightarrow 2\text{Cl}^{-1}$ | 3 (восстановление, Cl₂ – окислитель)

Ответ: $2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AlCl}_3$.

б) железо

Алюминий способен восстанавливать менее активные металлы из их оксидов. Этот процесс, называемый алюмотермией, протекает при высокой температуре. В качестве примера — восстановление железа из оксида железа(III).

Уравнение реакции:

$2\text{Al} + \text{Fe}_2\text{O}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{Fe}$

Схема перехода электронов:

$\text{Al}^0 - 3e^- \rightarrow \text{Al}^{+3}$ | 2 (окисление, Al – восстановитель)

$\text{Fe}^{+3} + 3e^- \rightarrow \text{Fe}^0$ | 2 (восстановление, Fe⁺³ в составе $\text{Fe}_2\text{O}_3$ – окислитель)

Ответ: $2\text{Al} + \text{Fe}_2\text{O}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{Fe}$.

в) ионы водорода

Алюминий, как активный металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до водорода, вытесняет его из растворов кислот (неокислителей). Ионы водорода $\text{H}^+$ восстанавливаются до газообразного водорода $\text{H}_2$.

Уравнение реакции с соляной кислотой:

$2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\uparrow$

Схема перехода электронов:

$\text{Al}^0 - 3e^- \rightarrow \text{Al}^{+3}$ | 2 (окисление, Al – восстановитель)

$2\text{H}^{+1} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2^0$ | 3 (восстановление, H⁺ в составе $\text{HCl}$ – окислитель)

Ответ: $2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\uparrow$.

г) серу

При сплавлении (нагревании) алюминий напрямую реагирует с серой, образуя сульфид алюминия.

Уравнение реакции:

$2\text{Al} + 3\text{S} \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{S}_3$

Схема перехода электронов:

$\text{Al}^0 - 3e^- \rightarrow \text{Al}^{+3}$ | 2 (окисление, Al – восстановитель)

$\text{S}^0 + 2e^- \rightarrow \text{S}^{-2}$ | 3 (восстановление, S – окислитель)

Ответ: $2\text{Al} + 3\text{S} \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{S}_3$.

д) кислород

Алюминий легко окисляется кислородом воздуха, покрываясь тонкой, но очень прочной оксидной пленкой $\text{Al}_2\text{O}_3$, которая защищает металл от дальнейшей коррозии. При нагревании порошок алюминия активно горит в кислороде.

Уравнение реакции:

$4\text{Al} + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Al}_2\text{O}_3$

Схема перехода электронов:

$\text{Al}^0 - 3e^- \rightarrow \text{Al}^{+3}$ | 4 (окисление, Al – восстановитель)

$\text{O}_2^0 + 4e^- \rightarrow 2\text{O}^{-2}$ | 3 (восстановление, O₂ – окислитель)

Ответ: $4\text{Al} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3$.