9 класс, Самостоятельная работа по теме: «Алюминий» 1. Каковы различия в реакции Al и Na: а) с водородом

Черная_Медуза

13

Различия в реакции алюминия (Al) и натрия (Na) с различными веществами:

а) С водородом (H2):
Алюминий при нагревании или воздействии водородного газа не реагирует с ним, тогда как натрий будет образовывать гидрид натрия (NaH):
\[2Na + H2 \rightarrow 2NaH\]

б) С гидроксидом калия (KOH):
Алюминий реагирует с гидроксидом калия, образуя гидроксид алюминия (Al(OH)3) и выделяяся водород:
\[2Al + 6KOH \rightarrow 2Al(OH)3 + 3H2\]
Натрий также реагирует с гидроксидом калия, образуя гидроксид натрия (NaOH) и выделяяся водород:
\[2Na + 2KOH \rightarrow 2NaOH + H2\]

в) С серной кислотой (H2SO4):
Алюминий реагирует с серной кислотой, образуя алюминийсульфат (Al2(SO4)3) и выделяясь сернистый газ (SO2):
\[2Al + 3H2SO4 \rightarrow Al2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O\]
Натрий не реагирует с серной кислотой.

г) С кислородом (O2):
Алюминий реагирует с кислородом при нагревании, образуя оксид алюминия (Al2O3):
\[4Al + 3O2 \rightarrow 2Al2O3\]
Натрий также реагирует с кислородом, образуя оксид натрия (Na2O):
\[4Na + O2 \rightarrow 2Na2O\]

2. Гидроксид алюминия (Al(OH)3) реагирует с:
- Хлоридом железа (FeCl2) при нагревании, образуя гидроксид железа (Fe(OH)3) и алюминий хлорид (AlCl3):
\[Al(OH)3 + 3FeCl3 \rightarrow Fe(OH)3 + AlCl3\] (при нагревании)
- Азотной кислотой (HNO3), образуя нитрат алюминия (Al(NO3)3) и выделяясь вода:
\[Al(OH)3 + 3HNO3 \rightarrow Al(NO3)3 + 3H2O\]
- Гидроксидом лития (LiOH), образуя литиевый алюминат (LiAl(OH)4) и выделяясь вода:
\[Al(OH)3 + LiOH \rightarrow LiAl(OH)4\]
- Гидроксидом натрия (NaOH), образуя натриевый алюминат (NaAl(OH)4) и выделяясь вода:
\[Al(OH)3 + NaOH \rightarrow NaAl(OH)4\]
- Гидроксидом калия (KOH), образуя калиевый алюминат (KAl(OH)4) и выделяясь вода:
\[Al(OH)3 + KOH \rightarrow KAl(OH)4\]
- Сероводородом (H2S), образуя алюмосульфид (Al2S3) и выделяясь вода:
\[2Al(OH)3 + 3H2S \rightarrow Al2S3 + 6H2O\]

3. Для распознавания ионов К+, SO4^2- и Al^3+ можно использовать реакции с соответствующими реагентами:

- Ион К+ можно обнаружить, используя реакцию промывания. Если добавить некоторое количество раствора кальция (CaCl2) в растворе, содержащем ионы К+, образуется белый осадок кальция (CaSO4), указывающий на присутствие К+:
\[2KCl + CaCl2 \rightarrow 2KCl + CaSO4\]

- Ион SO4^2- можно обнаружить, добавляя раствор бария (BaCl2). При взаимодействии этих реагентов образуется белый осадок барийсульфата (BaSO4):
\[BaCl2 + Na2SO4 \rightarrow BaSO4 + 2NaCl\]

- Ион Al^3+ можно обнаружить, добавляя натриевую гидроксидную (NaOH) или аммиачную (NH4OH) щелочи в растворе, содержащем ионы Аl^3+. Образуется гидроксид алюминия (Al(OH)3), который обычно образует белый осадок:
\[Al^3+ + 3OH^- \rightarrow Al(OH)3\]
\[Al^3+ + 4NH4OH \rightarrow Al(OH)3 + 3NH4^+\]

4. Превращения:
Оксид алюминия (Al2O3) можно превратить в алюминиевый нитрат (Al(NO3)3), последовательно проводя следующие реакции:

1) Реакция алюминий гидроксида (Al(OH)3) с азотной кислотой (HNO3), образуется алюминий нитрат (Al(NO3)3) и выделяется вода (H2O):
\[Al(OH)3 + 3HNO3 \rightarrow Al(NO3)3 + 3H2O\]

2) Реакция алюминиевого нитрата (Al(NO3)3) с нитратом калия (KNO3), образуется нитрат алюминия (Al(NO3)3) и нитрат калия (KNO3):
\[Al(NO3)3 + 3KNO3 \rightarrow Al(NO3)3 + 3KNO3\]

3) Реакция нитрата алюминия (Al(NO3)3) с гидроксидом калия (KOH), образуется гидроксид алюминия (Al(OH)3) и нитрат калия (KNO3):
\[Al(NO3)3 + 3KOH \rightarrow Al(OH)3 + 3KNO3\]

4) Реакция гидроксида алюминия (Al(OH)3) с метооксидом калия (KAlO2), образуется метаалюминат калия (KAlO2) и выделяется вода (H2O):
\[Al(OH)3 + KOH \rightarrow KAlO2 + 2H2O\]

Таким образом, последовательность превращений оксида алюминия (Al2O3) в метаалюминат калия (KAlO2) выглядит следующим образом:
Al2O3 → Al(NO3)3 → Al(OH)3 → KAlO2