Запишите уравнения реакций по схеме al al2o3

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e10e606ca9dd8f5 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

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):

Составьте уравнения реакций, схемы которых даны ниже:

а) Li + … → Li₂O
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только литий, значит, в левой части не хватает кислорода:
Li + O₂ → Li₂O
Слева у нас молекула кислорода с двумя атомами, справа – всего 1 атом кислорода. Значит нужно поставить коэффициент два у оксида лития:
Li + O₂ → 2Li₂O
Осталось уравнять литий:
4Li + O₂ = 2Li₂O

б) Ca + … → CaO
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только кальций, значит, в левой части не хватает кислорода:
Ca + O₂ → CaO
Слева у нас молекула кислорода с двумя атомами, справа – всего 1 атом кислорода. Значит нужно поставить коэффициент два у оксида кальция:
Ca + O₂ → 2CaO
Остаётся уравнять кальций:
2Ca + O₂ = 2CaO

в) C + … → CO₂
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только углерод, значит, в левой части не хватает кислорода:
C + O₂ → CO₂
Слева у нас 1 атом углерода и молекула с двумя атомами кислорода; справа молекула углекислого газа содержит 1 атом углерода и 2 атома кислорода. Имеем право поставить знак равенства.
C + O₂ = CO₂

г) Al + … → Al₂O₃
Продуктом реакции является оксид. В левой части у нас только алюминий, значит, в левой части не хватает кислорода:
Al + O₂ → Al₂O₃
В левой части у нас 2 атома кислорода в молекуле; в правой части 3 атома кислорода в оксиде алюминия. Наименьшее кратное – шесть. Поставим коэффициенты:
Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
Уравниваем алюминий:
4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

д) PH₃ + … → P₂O₅ + H₂O
В правой части у нас только оксиды. Очевидно, что это реакция горения и в левой части не хватает кислорода:
PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O
Хотелось бы считать по кислороду, но в правой части мы видим 2 атома фосфора в оксиде P₂O₅, поэтому для начала нужно поставить коэффициент 2 у фосфина:
2PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O
Теперь уравняем водород:
2PH₃ + O₂ → P₂O₅ + 3H₂O
Наконец, можем перейти к кислороду:
2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

е) Li₂O + … → LiNO₃ + H₂O
Справа мы видим соль – нитрат лития и воду. Это говорит о том, что в левой части не хватает азотной кислоты.
Li₂O + HNO₃ → LiNO₃ + H₂O
Слева у нас два атома лития в оксиде, а справа – один в нитрате. Уравниваем:
Li₂O + HNO₃ → 2LiNO₃ + H₂O
Теперь справа мы имеем два остатка азотной кислоты в нитрате лития. Ставим коэффициент два у азотной кислоты:
Li₂O + 2HNO₃ = 2LiNO₃ + H₂O

ж) CuO + … → CuCl₂ + H₂O
Справа мы видим хлорид меди и воду. Значит, в левой части нам не хватает хлора и водорода. Логично предположить, что это соляная кислота (HCl): CuO + HCl → CuCl₂ + H₂O
Видно, что в правой части у нас по два атома хлора и водорода. Значит, у соляной кислоты ставим коэффициент два:
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

3) Li₂O + … → LiOH
В параграфе есть табличка, где указано, что гидроксиды могут получаться из оксидов и воды.
Li₂O + H₂O → LiOH
Слева у нас 2 атома водорода,а справа два атома лития. Поэтому коэффициент два у гидроксида лития напрашивается сам:
Li₂O + H₂O = 2LiOH

и) P₂O₅ + … → H₃PO₄
Кислоты могут образовываться из кислотных оксидов при взаимодействии с водой:
P₂O₅ + H₂O → H₃PO₄
Молекула фосфорной кислоты содержит 3 атома водорода, а молекула воды – два. Наименьшим кратным будет шесть:
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

к) SO₃ + … → Na₂SO₄ + …
Соли могут образовываться при взаимодействии кислотного оксида либо с основным оксидом (реакция соединения), либо с основанием (реакция замещения). Так как в правой части у нас чего-то не хватает, очевидно, что речь идёт о втором варианте.
SO₃ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
В правой части у нас два атома натрия в сульфате. Значит ставим коэффициент два у гидроксида:
SO₃ + 2NaOH = Na₂SO₄ + H₂O