Номер 1404, страница 217 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1404. Установите X:

$AlCl_3 + 3NaOH = 3NaCl + A;$

$3X + A = Na_3[Al(OH)_6].$

Решение

Данная задача состоит из двух последовательных химических реакций. Чтобы определить неизвестное вещество X, необходимо сначала определить вещество A из первой реакции, а затем использовать его во второй реакции.

1.Анализ первой реакции и определение вещества A.

Рассмотрим первое уравнение: $AlCl_3 + 3NaOH = 3NaCl + A$.

Это реакция ионного обмена между солью (хлорид алюминия) и щелочью (гидроксид натрия). Продуктами такой реакции являются новая соль и новое основание. По закону сохранения массы, количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым.

Подсчитаем атомы в левой части (реагенты):

• Алюминий (Al): 1
• Хлор (Cl): 3
• Натрий (Na): 3
• Кислород (O): 3
• Водород (H): 3

Подсчитаем атомы в известной части продуктов ($3NaCl$):

• Натрий (Na): 3
• Хлор (Cl): 3

Сравнив состав реагентов и продуктов, видим, что вещество А должно состоять из оставшихся атомов: 1 атома алюминия, 3 атомов кислорода и 3 атомов водорода. Таким образом, формула вещества А — $Al(OH)_3$. Это гидроксид алюминия, амфотерное основание, выпадающее в виде белого студенистого осадка.

Полное уравнение первой реакции: $AlCl_3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)_3 \downarrow$

2.Анализ второй реакции и определение вещества X.

Теперь рассмотрим второе уравнение, подставив в него найденное вещество A ($Al(OH)_3$):

$3X + Al(OH)_3 = Na_3[Al(OH)_6]$

Продуктом этой реакции является гексагидроксоалюминат натрия — комплексное соединение. Оно образуется при взаимодействии амфотерного гидроксида алюминия с избытком щелочи.

Снова применим закон сохранения массы, чтобы определить состав вещества X.

Подсчитаем атомы в правой части (продукт):

• Натрий (Na): 3
• Алюминий (Al): 1
• Кислород (O): 6
• Водород (H): 6

В левой части нам известно вещество A ($Al(OH)_3$), которое содержит:

• Алюминий (Al): 1
• Кислород (O): 3
• Водород (H): 3

Чтобы уравнение было сбалансировано, три молекулы вещества X (обозначенные как 3X) должны содержать недостающие атомы:

• Натрий (Na): $3 - 0 = 3$
• Алюминий (Al): $1 - 1 = 0$
• Кислород (O): $6 - 3 = 3$
• Водород (H): $6 - 3 = 3$

Итак, 3X содержит 3 атома Na, 3 атома O и 3 атома H. Следовательно, одна молекула вещества X содержит 1 атом Na, 1 атом O и 1 атом H. Формула вещества X — $NaOH$ (гидроксид натрия).

Полное уравнение второй реакции: $3NaOH + Al(OH)_3 = Na_3[Al(OH)_6]$.

Ответ: Неизвестное вещество X — это $NaOH$ (гидроксид натрия).