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):
Сульфат алюминия и водород уравнение
Составьте уравнения указанных реакций, используя химические формулы веществ из п. 6.1.
Ниже даны словесные описания двух химических превращений с участием веществ, перечень которых был приведён в задании 6:
(1) калий + хлор → хлорид калия;
(2) алюминий + серная кислота (разб.) → сульфат алюминия + водород.
В зависимости от числа и состава веществ, вступающих в химическую реакцию и образующихся в результате неё, различают реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Выберите ЛЮБУЮ реакцию (1) или (2) и укажите её тип.
1. Реакция (1) — реакция соединения (из двух веществ получается одно вещество).
2. Реакция (2) — реакция замещения (атомы простого вещества (алюминия) замещают атомы одного из химических элементов (водорода) в сложном веществе (серная кислота)).
Из приборов, изображённых на рисунках, выберите тот, с помощью которого можно получить газообразный водород по реакции (2).
Каким методом — вытеснения воды или вытеснения воздуха — получают водород в этом приборе? Почему прибор, изображённый на другом рисунке, не может быть использован для получения водорода?
1. Номер рисунка: рис. 2.
2. Метод: метод вытеснения воды.
3. Объяснение: водород не может быть получен (и собран) в приборе на рис. 1, так как, будучи легче воздуха, он улетит в атмосферу. Пробирка должна быть перевёрнута вверх дном.
2. Составьте уравнение следующей реакции : Алюминий + серная кислота = сульфат алюминия + водород?
Химия | 5 — 9 классы
2. Составьте уравнение следующей реакции : Алюминий + серная кислота = сульфат алюминия + водород.
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Серная кислота + алюминий — — > ; сульфат алюминия + водрод?
Серная кислота + алюминий — — > ; сульфат алюминия + водрод.
Составьте уравнения реакций : гидроксида алюминия с соляной кислотой, гидроксида железа (||) с серной кислотой?
Составьте уравнения реакций : гидроксида алюминия с соляной кислотой, гидроксида железа (||) с серной кислотой.
Серная кислота плюс алюминий стрелка направо сульфат алюминия плюс водород?
Серная кислота плюс алюминий стрелка направо сульфат алюминия плюс водород.
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г сульфата алюминия?
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г сульфата алюминия.
Определите массу и количество алюминия, вступившего в реакцию.
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г?
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г.
Определите массу и количество (моль) алюминия, вступившего в реакцию.
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г сульфата алюминия?
В реакции алюминия с серной кислотой образовалось 3, 42 г сульфата алюминия.
Определите массу и количество серной кислоты, вступившей в реакцию.
Вычислите массу сульфата алюминия если в реакцию с серной кислотой вступило 2, 7 г алюминия?
Вычислите массу сульфата алюминия если в реакцию с серной кислотой вступило 2, 7 г алюминия.
Составить уравнение реакции : серная кислота + алюминий = сульфат алюминия + водород укажите тип по признаку число и состав исходных веществ и продуктов реакции?
Составить уравнение реакции : серная кислота + алюминий = сульфат алюминия + водород укажите тип по признаку число и состав исходных веществ и продуктов реакции.
Составьте уравнения химических реакций и укажите их тип?
Составьте уравнения химических реакций и укажите их тип.
1)Оксид кальция + оксид углерода = карбонат кальция 2)Серная кислота + алюминий = сульфат алюминия + водород 3)Фосфорная кислота = вода + оксид азота(4) + кислород.
Водород можно получить при взаимодействии алюминия и растворами соляной и серной кислоты?
Водород можно получить при взаимодействии алюминия и растворами соляной и серной кислоты.
Составьте уравнения этих реакций.
(при расстановке коэффициентов).
На этой странице сайта размещен вопрос 2. Составьте уравнение следующей реакции : Алюминий + серная кислота = сульфат алюминия + водород? из категории Химия с правильным ответом на него. Уровень сложности вопроса соответствует знаниям учеников 5 — 9 классов. Здесь же находятся ответы по заданному поиску, которые вы найдете с помощью автоматической системы. Одновременно с ответом на ваш вопрос показаны другие, похожие варианты по заданной теме. На этой странице можно обсудить все варианты ответов с другими пользователями сайта и получить от них наиболее полную подсказку.
http://chem8-vpr.sdamgia.ru/problem?id=15
http://himia.my-dict.ru/q/4471576_2-sostavte-uravnenie-sleduusej-reakcii-aluminij/