Номер 1401, страница 216 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1401. Составьте уравнения химических реакций взаимодействия алюминия с гидроксидом калия, соляной, разбавленной азотной и концентрированной серной кислотами.

Решение

Алюминий ($Al$) — это амфотерный металл, что означает его способность вступать в реакции как с кислотами, так и со щелочами. Ниже приведены уравнения реакций взаимодействия алюминия с указанными веществами.

Взаимодействие алюминия с гидроксидом калия

Как амфотерный металл, алюминий реагирует с водным раствором щёлочи, такой как гидроксид калия ($KOH$). В этой реакции образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат калия ($K[Al(OH)_4]$) — и выделяется газообразный водород ($H_2$). Вода также является реагентом в данной реакции.

$2Al + 2KOH + 6H_2O \rightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$

Ответ: $2Al + 2KOH + 6H_2O \rightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$

Взаимодействие алюминия с соляной кислотой

Алюминий является активным металлом, который в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит до водорода. Поэтому он способен вытеснять водород из кислот-неокислителей, к которым относится соляная кислота ($HCl$). Продуктами реакции являются соль хлорид алюминия ($AlCl_3$) и водород ($H_2$).

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

Ответ: $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

Взаимодействие алюминия с разбавленной азотной кислотой

Азотная кислота ($HNO_3$) — сильный окислитель. При её взаимодействии с металлами водород, как правило, не выделяется. Продукт восстановления азота зависит от концентрации кислоты и активности металла. При реакции алюминия с разбавленной азотной кислотой образуется нитрат алюминия ($Al(NO_3)_3$), вода и один из продуктов восстановления азота, например, оксид азота(I) — $N_2O$.

$8Al + 30HNO_{3(разб.)} \rightarrow 8Al(NO_3)_3 + 3N_2O \uparrow + 15H_2O$

Ответ: $8Al + 30HNO_{3(разб.)} \rightarrow 8Al(NO_3)_3 + 3N_2O \uparrow + 15H_2O$

Взаимодействие алюминия с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота ($H_2SO_4$) также является сильным окислителем. При комнатной температуре она пассивирует алюминий, образуя на его поверхности защитную оксидную плёнку. Реакция протекает только при нагревании. В результате образуются сульфат алюминия ($Al_2(SO_4)_3$), диоксид серы ($SO_2$) и вода ($H_2O$).

$2Al + 6H_2SO_{4(конц.)} \xrightarrow{t^{\circ}C} Al_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O$

Ответ: $2Al + 6H_2SO_{4(конц.)} \xrightarrow{t^{\circ}C} Al_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O$