Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

8Al + З0НNO ₃(оч. разб.) = 8Al(NO ₃) ₃+ 3NH ₄NO ₃+ 9Н ₂O

8Al + 18Н ₂O + 5КОН + 3KNO ₃= 8К[Al(ОН) ₄] + 3NH ₃^ (кипячение)

(движущей силой этих реакций служит промежуточное выделение атомарного водорода Н ⁰, а во второй реакции – также и образование устойчивого гидроксокомплекса [Al(OH),] ^-).

Получениеалюминия в промышленности– электролиз Al ₂O ₃в расплаве криолита Na ₃[AlF ₆] при 950 °C:

Применяется как реагент в алюминотермии для получения редких металлов и термитной сварке стальных конструкций. Алюминий – важнейший конструкционный материал, основа легких коррозионно-стойких сплавов (с магнием — дуралюмин,или дюраль,с медью — желтая алюминиевая бронза,из которой чеканят мелкую разменную монету). Чистый алюминий в больших количествах идет на изготовление посуды и электрических проводов.

Оксид алюминияAl ₂O ₃.Амфотерный оксид, кислотные и основные свойства равно выражены. Белый, имеет ионное строение (Al ³⁺) ₂(O ^2-) ₃. Тугоплавкий, термически устойчивый. Аморфный порошок гигроскопичен и химически активен, кристаллический – очень тверд и химически пассивен. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Переводится в раствор концентрированными кислотами и щелочами, реагирует со щелочами и карбонатом натрия при сплавлении. Применяется как сырье в производстве алюминия, для изготовления огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов, особо чистый Al ₂O ₃– для изготовления рубиновых лазеров и синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов – Cr ₂O ₃(красный цвет), Ti ₂O ₃и Fe ₂O ₃(голубой цвет).

Уравнения важнейших реакций:

(эта реакция используется для «вскрытия» бокситов)

В природе входит в состав глиныи бокситов,образует минерал корунд.

Гидроксид алюминияAl(ОН) ₃.Амфотерный гидроксид, кислотные и основные свойства равно выражены. Белый, аморфный (гелеобразный) или кристаллический. Связи Al – ОН преимущественно ковалентные. Разлагается при нагревании без плавления. Практически не растворяется в воде. Реагирует с кислотами, щелочами в растворе и при сплавлении. Не реагирует с NH ₃Н ₂O, NH ₄Cl, СO ₂, SO ₂и H ₂S. МетагидроксидАlO(ОН) химически менее активен, чем Al(ОН) ₃. Промежуточный продукт в производстве алюминия. Применяется для синтеза других соединений алюминия (в том числе криолита),органических красителей, как лекарственный препарат при повышенной кислотности желудочного сока.

Уравнения важнейших реакций:

• термическое разложение

•  основная и кислотная диссоциация в растворе

(реакции характеризуют очень малую растворимость в воде и амфотерность гидроксида, поставляющего в раствор одновременно ионы ОН и Н ⁺примерно в равной концентрации; гидроксид диссоциирует слабее, чем сама вода)

• амфотерные свойства

Al(ОН) ₃+ ЗНСlразб.) = AlCl ₃+ ЗН ₂O

Al(ОН) ₃+ NaOH _(т)= NaAlO ₂+ 2Н ₂O (1000 °C)

Al(ОН) ₃+ NaOH(конц.) = Na[Al(OH) ₄] _(p)

Для полученияосадка Al(ОН) ₃щелочь обычно не используют из-за легкости перехода осадка в раствор (см. выше), а действуют на соли алюминия гидратом аммиака. При комнатной температуре образуется Al(ОН) ₃, а при кипячении – менее активный АlO(ОН):

Удобный способ получения Al(ОН) ₃– пропускание СO ₂через раствор гидроксокомплекса:

[Al(ОН) ₄] ^-+ СO ₂= Al(ОН) ₃V +HCO ₃ ^-

Тетрагидроксоалюминат(III) натрияNa[Al(OH) ₄].Комплексная соль. С таким составом существует при комнатной температуре в концентрированном растворе NaOH. Для твердого состояния состав условный, так как при кристаллизации из раствора он усложняется (выделены Na ₄[Al(OH) ₇], Na ₄[Al ₄O ₃(OH) ₁₀] и др.). При прокаливании твердые соли разлагаются до диоксоалюмината(III) натрия NaAlO ₂, при разбавлении их растворов – до Al(ОН) ₃. По-разному реагируют с сильными и слабыми кислотами, с хлоридом алюминия и карбонатом аммония.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: взаимодействие Al(ОН) ₃и солей алюминия с NaOH в концентрированном растворе:

Al(OH) ₃+ NaOH(конц.) = Na[Al(OH) ₄]

AlCl ₃+ 4NaOH(конц.) = Na[Al(OH) ₄]+ 3NaCl

Образуется из оксида алюминия (см.) как промежуточный продукт при промышленном «вскрытии» бокситов.

Примеры заданий части А

1. Среди металлов главной подгруппы II группы наиболее сильнымвосстановителем является

1) барий

2) кальций

3) стронций

4) магний

2. При сжигании магния на воздухе образуются

1) Mg(OH) ₂

2) MgO

3) Mg(NO ₃) ₂

4) Mg ₃N ₂

3. Алюминий будет выделять водород из реактива

1) HNO ₃(разб.)

2) NaHSO ₄(разб.)

3) H ₂SO ₄(конц.)

4) NaOH (конц.)

4. Реакция замещения протекает в растворе между алюминием и

1) Na ₂SO ₄

2) BeSO ₄

3) NiSO ₄

4) MgSO ₄

5. Из раствора гидрокарбоната бария выпадает осадок при добавлении реактивов

1) ВаО

2) СO ₂

3) Ва(ОН) ₂

4) H ₂SO ₄

6. Калий можно получить электролизом на угольных электродах из

1) раствора КCl

2) раствора KNO ₃

3) расплава КCl