Запишите уравнения реакций соответствующих схеме al al2o3
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!
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Запишите схему распределения электронов атома алюминия по энергетическим уровням.
| Al + 13 ))) 283 |
Упражнение 2. Охарактеризуйте физические свойства алюминия и области применения этого металла, основанные на этих свойствах.
Малая плотность (лёгкость) используется для производства лёгких сплавов в авиационной и космической промышленности.
Высокая электропроводность используется для производства электропроводки и проводов ЛЭП.
Высокая теплопроводность используется для производства радиаторов и теплообменников.
Пластичность используется для производства фольги, упаковочных материалов для пищевых продуктов.
Лёгкость механической обработки используется для производства деталей с помощью металлорежущих станков.
Металлический блеск используется для производства зеркал, прожекторов, мощных отражателей.
Упражнение 3. Перечислите химические свойства алюминия. Подчеркните особенности его взаимодействия с серной и азотной кислотами. Запишите соответствующие уравнения реакций.
Алюминий взаимодействует с неметаллами:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
На воздухе алюминий быстро покрывается оксидной плёнкой, а в измельченном виде ― горит.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + O2 0 → Al2 +3 O3 -2
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|12|4 ― процесс окисления
Окислитель O2 0 +4e → 2O -2 |4| |3 ― процесс восстановления
2Al + 3S = Al2S3
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + S 0 → Al2 +3 S3 -2
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель S 0 +2e → S -2 |2| |3 ― процесс восстановления
2Al + N2 = 2AlN
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + N2 0 → Al +3 N -3
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель N2 0 +6e → 2N -3 |6| |1 ― процесс восстановления
4Al + 3C = Al4C3
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + C 0 → Al4 +3 C3 -4
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|12|4 ― процесс окисления
Окислитель C 0 +4e → С -4 |4| |3 ― процесс восстановления
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + Cl2 0 → Al +3 Cl3 -2
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель Cl2 0 +2e → 2Сl -1 |2| |3 ― процесс восстановления
Алюминий взаимодействует с водой (после удаления оксидной плёнки):
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H2 +1 O → Al +3 (OH)3 + H2 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H +1 +2e → H2 0 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, вода (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
Алюминий легко реагирует с растворами кислот (разбавленными кислотами):
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (HCl , AlCl3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al + 6H + + 6Cl — = 2Al 3+ + 6Cl — + 3H2↑
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах Cl — :
2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H +1 Сl → Al +3 Cl3 + H2 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H +1 +2e → H2 0 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, соляная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (H2SO4 , Al2(SO4)3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al + 6H + + 3SO4 2- = 2Al 3+ + 3SO4 2- + 3H2↑
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO4 2- :
2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H2 +1 SO4 → Al2 +3 (SO4)3 + H2 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H +1 +2e → H2 0 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, серная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
Алюминий взаимодействует с концентрированными азотной и серной кислотами при нагревании с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 (конц.) = Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H2S +6 O4 → Al2 +3 (SO4)3 + S +4 O2 + H2O
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
S +6 +2e → S +4 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, серная кислота (за счёт атомов cеры степени окисления +6) — окислитель
Al + 6HNO3 (конц.) = Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 2H2O
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + HN +5 O3 → Al +3 (NO3)3 + N +4 O2 + H2O
Al 0 -3e → Al +3 |3|3|1 ― процесс окисления
N +5 +1e → N +4 |1| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, азотная кислота (за счёт атомов азота в степени окисления +5) — окислитель
Алюминий взаимодействует с растворами солей менее активных металлов:
2Al + 3CuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + Cu +2 Cl2 → Al +3 Cl3 + Cu 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
Cu +2 +2e → Cu 0 |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, хлорид меди (за счёт атомов меди в степени окисления +2) — окислитель.
Алюминий взаимодействует с оксидами менее активных металлов:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + Fe2 +3 O3 → Al2 +3 O3 + Fe 0
2Al 0 -6e → 2Al +3 |6|6|1 ― процесс окисления
Fe +3 +3e → Fe 0 |3| |2 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, оксид железа (III) (за счёт атомов железа в степени окисления +3) — окислитель.
Алюминий растворяется в щёлочах:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Рассчитайте площадь алюминиевой фольги толщиной 0,01 мм, которую можно изготовить из 1 моль этого металла, если плотность алюминия равна 2,7 г/см 3 .
Дано: h=0,01 мм=0,001 см, ʋ(Al)=1 моль, ρ(Al)=2,7 г/см 3
Найти: S—?
Решение
1. Массу алюминия количеством 1 моль рассчитываем по формуле: m ʋ= ʋ • M, где M=Mr г/моль.
M( Al )=27 г/моль
m(Al)= ʋ(Al)•M(Al)=1 моль • 27 г/моль=27 г
2. Объем алюминия массой 27 г рассчитываем по формуле: V=m/ρ.
V(Al)=m (Al):ρ(Al)=27 г : 2,7 г/см 3 =10 см 3
3. Площадь алюминиевой фольги рассчитываем по формуле: S=V/h.
S(Al)=V(Al):h=10 см 3 : 0,001 см=10000 см 2 =1м 2
Ответ: 1 м 2
Упражнение 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения (для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения, а в уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель):
а) Al → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al(NO3)3;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H2 +1 SO4 → Al2 +3 (SO4)3 + H2 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H +1 +2e → H2 0 |2| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и водорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и водорода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента водорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 3 ставим перед формулой двух соединений водорода (H2SO4, H2), а разными являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2, относится к одному атому, ставим перед формулой алюминия:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2. При необходимости подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, серная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
Al2(SO4)3 + 6NaOH = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3↓
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами ( Al2(SO4)3, NaOH и Na2SO4 ). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al 3+ + 3SO4 2- + 6Na + + 6OH — → 6Na + + 3SO4 2- + 2Al(OH)3↓
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO4 2- и Na + :
Al 3+ + 3OH — → Al(OH)3↓
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (t 0 )
Al2O3 + 6HNO3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (HNO3 ), Al(NO3)3 ). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
Al2O3 + 6H + + 6NO3 — → 2Al 3+ + 6NO3 — + 3H2O
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах NO3 — :
Al2O3 + 6H + → 2Al 3+ + 3H2O
б) Al → AlCl3 → Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 → Al2(SO4)3.
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + H +1 Сl → Al +3 Cl3 + H2 0
Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H +1 +2e → H2 0 |2| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и водорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и водорода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2 ставим перед формулой двух соединений алюминия (Al, AlCl3), а разными являются индексы элемента водорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 3, относится к двум атомам, — перед формулой водорода:
2Al + HСl → 2AlCl3 + 3H2. П одбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, соляная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
AlCl3 + 4NaOH = 3NaCl + Na[Al(OH)4]
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами ( AlCl3, NaOH и NaOH, NaCl, Na[Al(OH)4] ). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
Al 3+ + 3Cl — + 4Na + + 4OH — → 3Na + + 3Cl — + Na + + [Al(OH)4] —
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах Cl — и Na +
Al 3+ + 4OH — → [Al(OH)4] —
2Na[Al(OH)4] + CO2 = Na2CO3 + H2O + 2Al(OH)3↓
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (Na[Al(OH)4] , Na2CO3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Na + + 2[Al(OH)4] — + CO2 → 2Na + + CO3 2- + H2O + 2Al(OH)3↓
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах Na + — :
2[Al(OH)4] — + CO2 → CO3 2- + H2O + 2Al(OH)3↓
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (H2SO4 , Al2(SO4)3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al(OH)3 + 6H + + 3SO4 2- → 2Al 3+ + 3SO4 2- + 6H2O
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO4 2- :
Al(OH)3 + 3H + → Al 3+ + 3H2O
Упражнение 3. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие схеме превращений:
Al + HNO3 ⟶ Al(NO3)3 + N2O + H2O.
Укажите окислитель и восстановитель.
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al 0 + НN +5 O3 → Al +3 (NO3)3 + N2 +1 O + Н2O
Al 0 — 3e → Al +3 |3|12|4 ― процесс окисления
N +5 + 4e → N +1 |4| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и азота. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 4. Это число 12, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и азота. Множители 4 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элемент алюминий изменил степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 4 ставим перед формулой двух соединений алюминия (Al, Al(NO3)3). Поскольку элемент азот изменил степень окисления не полностью (в правой части схемы имеется вещество Al(N +5 O3)3 , в котором этот элемент имеет такую же степень окисления, как в исходной веществе), поэтому ко эффициент 3 относится только к оксиду азота (I) и, принимая во внимание два атома азота, коеффициент 1,5 ставим перед формулой N2O:
4Al + НNO3 → 4Al(NO3)3 + 1,5N2O + Н2O или, умножив на два, имеем:
8Al + НNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + Н2O
Подбираем коэффициенты для остальных соединений. Получим уравнение:
8Al + 30НNО3 = 8Al(NО3)3 + 3N2О + 15Н2О
В приведённой реакции алюминий— восстановитель, а азотная кислота (за счёт атомов азота в степени окисления +5) — окислитель.
Упражнение 4. Почему при добавлении к концентрированному раствору щёлочи небольшого количества раствора сульфата алюминия не выпадает осадок гидроксида алюминия?
Потому, что в результате реакции образуется растворимая комплексная соль 2Na[Al(OH)4].
Каким должен быть порядок приливания реагентов для получения осадка гидроксида?
Щелочь добавляют в раствор сульфата алюминия, а не наоборот.
Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций раствора сульфата алюминия с избытком раствора гидроксида натрия.
8NaOH + Al2(SO4)3 = 3Na2SO4 + 2Na[Al(OH)4]
8Na + + 8OH — + 2Al 3+ + 3SO4 2- → 6Na + + 3SO4 2- + 2Na + + 2[Al(OH)4] —
Al 3+ + 4OH — → [Al(OH)4] —
Упражнение 5. Массовая доля оксида алюминия в образце боксита составляет 81,6%. Какую массу алюминия можно получить из 1 т этого сырья, если производственные потери металла составляют 6%?
Дано: ω(Al2O3)=81,6%, m(боксита)=1 т=1000 кг, ω(потери)=6%
Найти: m(Al)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем массу оксида алюминия в образце боксита:
m (Al2O3)=(m(боксита)•ω(Al2O3)):100%=1000 кг •81,6%:100%=816 кг
2. Вычисляем массовую долю алюминия в оксиде алюминия:
Ar( Al )=27, Mr(Al2O3)=102
ω(Al)=(2•Ar (Al)/Mr(Al2O3))•100%=(2 •27:102)•100%=52,9%
3. Вычисляем теоретически возможную массу алюминия в оксиде алюминия массой 816 кг:
mтеор.(Al) = m(Al2O3)•ω(Al):100% =816 кг • 52,9%:100%=432 кг
4. Вычисляем массовую долю выхода алюминия:
ω(Al)=100%-ω(потери)=100%-6%=94%
5. Вычисляем массу практического выхода алюминия:
mпракт.(Al)=mтеор.(Al)•ω(Al)=432 кг • 94%:100%=406 кг
2-й способ
1. Вычисляем массу оксида алюминия в образце боксита:
m (Al2O3)=(m(боксита)•ω(Al2O3)):100%=1000 кг •81,6%:100%=816 кг
2. Вычисляем массовую долю алюминия в оксиде алюминия:
Ar( Al )=27, Mr(Al2O3)=102
ω(Al)=(2•Ar (Al)/Mr(Al2O3))•100%=(2 •27:102)•100%=52,9%
3. Вычисляем теоретически возможную массу алюминия в оксиде алюминия массой 816 кг:
mтеор.(Al) = m(Al2O3)•ω(Al):100%=816 кг • 52,9%:100%=432 кг
4. Вычисляем массу потери алюминия:
m(потери) = mтеор.(Al)•ω(потери)=432 кг • 6%:100%=26 кг
5. Вычисляем массу практического выхода алюминия:
mпракт.(Al)=mтеор.(Al)-m(потери)=432 кг — 26 кг=406 кг
Ответ: 406 кг