Алюминий раствор нитрата цинка уравнение реакции

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Бинарные соединения алюминия

Алюминий

Положение в периодической системе химических элементов

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Алюминий раствор нитрата цинка уравнение реакции

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание 1
Что такое электролиз? Электролиз ― окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов.
Какие виды электролиза различают? Различают электролиз расплавов электролитов и электролиз растворов электролитов.

Задание 2
Охарактеризуйте практическое применение электролиза.
Основные направления промышленного применения электролиза:
― получение активных металлов (IА- и IIА-групп, а также алюминия) ;
― получение активных неметаллов (галогенов, водорода, кислорода) ;
― гальванопластика ― получение металлических копии с металлического или неметаллического оригинала;
― гальваностегия ― нанесение металлических или декоративных покрытии на изделия (главным образом металлические) ― золочение, серебрение, никелирование, хромирование и др;
― рафинирование ― очистка от посторонних примесей цветных металлов.

Задание 3
Какие металлы и неметаллы ― простые вещества можно получить только с помощью электролиза? Щелочные металлы, поскольку среди простых веществ они являются самыми сильными восстановителями, и неметал фтор, который является самым электроотрицательным элементом, следовательно, в природе не существует веществ способных окислить фторид-анионы F — .

Задание 4
Почему самый распространённый металл в земной коре ― алюминий ― был получен сравнительно поздно? Почему первоначально алюминий стоил дорого? Как удалось удешевить его производство? Алюминий был получен сравнительно поздно из-за невозможности получить его из растворов соли электролизом, из-за того что алюминий ― активный металл, сразу вступал в реакцию с водой, а также невозможностью получить алюминий из расплавов соли, т. к. многие соли алюминия разлагаются при достижении температуры плавления, в виду этого соль алюминия превращалась в оксид алюминия, который имел очень высокую температуру плавления (2044°C).
Впервые алюминий был получен из хлорида алюминия с помощью калия, который был получен с помощью электролиза расплава гидроксида калия.

Задание 5
Сравните процессы гидролиза и электролиза. Гидролиз ― процесс разложения исходных веществ при взаимодействии с водой с образованием новых соединений, не является ОВР. Электролиз ― окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов.

Задание 6
Назовите продукты электролиза раствора и расплава хлорида цинка; раствора нитрата цинка.
Продукты электролиза раствора и расплава хлорида цинка: цинк и хлор.
Раствор: CuCl₂ эл.т. ⟶ Cu + Cl₂
Расплав: CuCl₂ эл.т. ⟶ Cu + Cl₂
Продукты электролиза раствора нитрата цинка: цинк, азотная кислота, кислород.
Раствор: 2Zn(NO₃)₂ + 2H₂O эл.т. ⟶ 2Zn + 4HNO₃ + O₂

Задание 7
Установите соответствие между солью и продуктом, образующимся на катоде при электролизе водного раствора этой соли.

Ответ: А) 1, 4; Б) 2; В) 1; Г) 3

Задание 8
Установите соответствие между формулой соли и названием продукта, образующегося на инертном аноде при электролизе водного раствора этой соли.

Ответ: А) 2; Б) 3; В) 1; Г) 4

Задание 9
Установите соответствие между формулой вещества и уравнением процесса, протекающего на катоде при электролизе водного раствора этого вещества.

Ответ: А) 2; Б) 2; В) 2; Г) 5

Задание 10
Какие изделия, используемые в быту, на ваш взгляд, были изготовлены с применением гальванопластики и гальваностегии?

Алюминий раствор нитрата цинка уравнение реакции

Даны растворы трёх солей: а) нитрат цинка, сульфат натрия, силикат калия; б) хлорид лития, сульфид натрия, бромид алюминия; в) нитрит натрия, цианид калия, иодид бария. Как при помощи индикатора распознать их? Для солей, подвергающихся гидролизу, запишите уравнения соответствующих реакций.

Нитрат цинка – соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону:
Zn(NO₃)₂ + HOH ⇄ ZnOHNO₃ + HNO₃
Zn 2+ + 2NO₃ — + HOH ⇄ ZnOH + + NO₃ — + H + + NO₃ —
Zn 2+ + HOH ⇄ ZnOH + + H +
Т. к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), то раствор имеет кислую среду, лакмус окрасит раствор в красный цвет.

Сульфат натрия – соль образованная сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролиз не протекает. Раствор имеет нейтральную среду, лакмус не изменит свою окраску.

Силикат калия – соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону:
K₂SiO₃ + HOH ⇄ KHSiO₃ + KOH
2K + + SiO₃ 2- + HOH ⇄ K + + HSiO₃ — + K + + OH —
SiO₃ 2- + HOH ⇄ HSiO₃ — + OH —
Т. к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH — ), то раствор имеет щелочную среду, лакмус окрасит раствор в синий цвет.

Хлорид лития – соль образованная сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролиз не протекает. Раствор имеет нейтральную среду, лакмус не изменит свою окраску.

Сульфид натрия – соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону:
Na₂S + HOH ⇄ NaHS + NaOH
2Na + + S 2- + HOH ⇄ Na + + HS — + Na + + OH —
S 2- + HOH ⇄ HS — + OH —
Т. к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH — ), то раствор имеет щелочную среду, лакмус окрасит раствор в синий цвет.

Бромид алюминия – соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону:
AlBr₃ + HOH ⇄ AlOHBr₂ + HBr
Al 3+ + 3Br — + HOH ⇄ AlOH 2+ + 2Br — + H + + Br —
Al 3+ + HOH ⇄ AlOH 2+ + H +
Т. к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), то раствор имеет кислую среду, лакмус окрасит раствор в красный цвет.

Нитрит натрия – соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону:
NaNO₂ + HOH ⇄ HNO₂ + NaOH
Na + + NO₂ — + HOH ⇄ HNO₂ + Na + + OH —
NO₂ — + HOH ⇄ HNO₂ + OH —
Т. к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH — ), то раствор имеет щелочную среду, лакмус окрасит раствор в синий цвет.

Цианид калия – соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону:
KCN + HOH ⇄ HCN + KOH
K + + CN — + HOH ⇄ HCN + K + + OH —
CN — + HOH ⇄ HCN + OH —
Т. к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), то раствор имеет кислую среду, лакмус окрасит раствор в красный цвет.

Иодид бария – соль образованная сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролиз не протекает. Раствор имеет нейтральную среду, лакмус не изменит свою окраску.