Номер 7, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. К раствору нитрата алюминия добавили небольшое количество раствора гидроксида калия. Полученный осадок разделили на две части и растворили в серной кислоте и щёлочи (КОН) соответственно. Составьте уравнения протекавших реакций в молекулярной и ионной формах.

В задаче описана последовательность химических превращений, в ходе которых проявляются амфотерные свойства гидроксида алюминия. Составим уравнения для каждой стадии в молекулярной и ионной формах.

1. Получение осадка гидроксида алюминия

К раствору нитрата алюминия $Al(NO_3)_3$ добавляют раствор гидроксида калия $KOH$. Так как щёлочь добавляют в небольшом количестве, происходит реакция ионного обмена с образованием нерастворимого осадка гидроксида алюминия $Al(OH)_3$.

Молекулярное уравнение:

$Al(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3KNO_3$

Полное ионное уравнение (с учётом того, что $Al(NO_3)_3, KOH, KNO_3$ - сильные электролиты, а $Al(OH)_3$ - нерастворимое основание):

$Al^{3+} + 3NO_3^- + 3K^+ + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3K^+ + 3NO_3^-$

Сокращенное ионное уравнение (после исключения ионов-наблюдателей $K^+$ и $NO_3^-$):

$Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Al(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3KNO_3$. Сокращенное ионное уравнение: $Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow$.

2. Растворение части осадка в серной кислоте

Гидроксид алюминия $Al(OH)_3$ является амфотерным соединением, поэтому он реагирует с кислотами, проявляя свои основные свойства. При взаимодействии с серной кислотой $H_2SO_4$ образуется соль (сульфат алюминия) и вода.

Молекулярное уравнение:

$2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

Полное ионное уравнение (с учётом того, что $H_2SO_4$ и $Al_2(SO_4)_3$ - сильные электролиты):

$2Al(OH)_3 \downarrow + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-} + 6H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после исключения иона-наблюдателя $SO_4^{2-}$ и сокращения коэффициентов):

$Al(OH)_3 \downarrow + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3 \downarrow + 3H^+ \rightarrow Al^{3+} + 3H_2O$.

3. Растворение второй части осадка в щёлочи (KOH)

При взаимодействии со щёлочью амфотерный гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства. Осадок растворяется с образованием растворимой комплексной соли — тетрагидроксоалюмината калия.

Молекулярное уравнение:

$Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]$

Полное ионное уравнение (с учётом того, что $KOH$ и $K[Al(OH)_4]$ - сильные электролиты):

$Al(OH)_3 \downarrow + K^+ + OH^- \rightarrow K^+ + [Al(OH)_4]^-$

Сокращенное ионное уравнение (после исключения иона-наблюдателя $K^+$):

$Al(OH)_3 \downarrow + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$

Ответ: Молекулярное уравнение: $Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]$. Сокращенное ионное уравнение: $Al(OH)_3 \downarrow + OH^- \rightarrow [Al(OH)_4]^-$.