Номер 1405, страница 217 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1405. Составьте уравнения химических реакций, протекающих при прокаливании следующих веществ и смесей веществ на воздухе:

a) $Al$;
б) $Al(OH)_3$;
в) $Al(NO_3)_3$;
г) $Na[Al(OH)_4]$;
д) $MgO + Al(OH)_3$;
е) $CaCO_3 + Al(OH)_3$;
ж) $Al(OH)_3 + NaOH$;
з) $Na_2CO_3 + Al_2O_3$.

а) При прокаливании алюминия на воздухе он вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид алюминия. Это экзотермическая реакция окисления, особенно бурно протекающая с порошком алюминия.

Уравнение реакции: $4Al + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3$.

Ответ: $4Al + 3O_2 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3$.

б) Гидроксид алюминия, будучи нерастворимым основанием, при прокаливании подвергается термическому разложению. Продуктами реакции являются оксид алюминия и вода. Присутствие воздуха не влияет на состав продуктов, так как алюминий уже находится в высшей степени окисления (+3).

Уравнение реакции: $2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O$.

Ответ: $2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O$.

в) Нитрат алюминия при сильном нагревании (прокаливании) разлагается. Согласно правилам термического разложения нитратов, для металлов средней активности (включая алюминий) продуктами являются оксид металла, оксид азота(IV) (бурый газ) и кислород.

Уравнение реакции: $4Al(NO_3)_3 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3 + 12NO_2 \uparrow + 3O_2 \uparrow$.

Ответ: $4Al(NO_3)_3 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3 + 12NO_2 \uparrow + 3O_2 \uparrow$.

г) Тетрагидроксоалюминат натрия является гидроксокомплексом. При прокаливании он теряет воду (дегидратируется), превращаясь в более устойчивый безводный метаалюминат натрия.

Уравнение реакции: $Na[Al(OH)_4] \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$.

Ответ: $Na[Al(OH)_4] \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$.

д) При прокаливании смеси оксида магния и гидроксида алюминия протекают два последовательных процесса. Сначала гидроксид алюминия разлагается до оксида алюминия и воды. Затем образовавшийся амфотерный оксид алюминия вступает в реакцию с основным оксидом магния, образуя соль — алюминат магния (шпинель).

Суммарное уравнение реакции при стехиометрическом соотношении реагентов: $MgO + 2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Mg(AlO_2)_2 + 3H_2O$.

Ответ: $MgO + 2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Mg(AlO_2)_2 + 3H_2O$.

е) Прокаливание смеси карбоната кальция и гидроксида алюминия включает несколько стадий. Гидроксид алюминия разлагается до оксида алюминия и воды. Карбонат кальция разлагается до оксида кальция и диоксида углерода. Далее, основной оксид кальция реагирует с амфотерным оксидом алюминия с образованием алюмината кальция.

Суммарное уравнение реакции при стехиометрическом соотношении реагентов: $CaCO_3 + 2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Ca(AlO_2)_2 + CO_2 \uparrow + 3H_2O \uparrow$.

Ответ: $CaCO_3 + 2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Ca(AlO_2)_2 + CO_2 \uparrow + 3H_2O \uparrow$.

ж) При спекании твердой смеси гидроксида алюминия и гидроксида натрия происходит реакция, аналогичная кислотно-основному взаимодействию. Амфотерный гидроксид алюминия реагирует с сильным основанием (щелочью) с образованием соли (метаалюмината натрия) и воды.

Уравнение реакции: $Al(OH)_3 + NaOH \xrightarrow{t, спекание} NaAlO_2 + 2H_2O$.

Ответ: $Al(OH)_3 + NaOH \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$.

з) При прокаливании (спекании) смеси карбоната натрия и оксида алюминия происходит реакция замещения. Амфотерный оксид алюминия, проявляя кислотные свойства, как более тугоплавкий и нелетучий оксид, вытесняет летучий оксид углерода(IV) из его соли. В результате образуется алюминат натрия и выделяется углекислый газ.

Уравнение реакции: $Na_2CO_3 + Al_2O_3 \xrightarrow{t, спекание} 2NaAlO_2 + CO_2 \uparrow$.

Ответ: $Na_2CO_3 + Al_2O_3 \xrightarrow{t} 2NaAlO_2 + CO_2 \uparrow$.