Номер 2, страница 103 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

Реакция карбида алюминия ($Al_4C_3$) с хлороводородной кислотой ($HCl$) для получения гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$).

Уравнение химической реакции.

Карбид алюминия ($Al_4C_3$) является карбидом, который при взаимодействии с водой или кислотами гидролизуется с образованием метана ($CH_4$). При реакции с сильными кислотами, такими как хлороводородная кислота ($HCl$), карбид алюминия обычно образует соль алюминия (хлорид алюминия) и метан. Это первая стадия процесса:

$Al_4C_3(s) + 12HCl(aq) \rightarrow 4AlCl_3(aq) + 3CH_4(g)$

Однако, в условии задачи указано, что необходимо получить именно гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$). Хлорид алюминия ($AlCl_3$) — это соль, образованная сильной кислотой и слабым основанием. В водном растворе ионы $Al^{3+}$ подвергаются гидролизу, особенно при наличии достаточного количества воды, с образованием малорастворимого гидроксида алюминия. Это вторая стадия:

$4AlCl_3(aq) + 12H_2O(l) \rightarrow 4Al(OH)_3(s) + 12HCl(aq)$

Таким образом, если мы сложим обе стадии (образование $AlCl_3$ и его последующий гидролиз), то 12 молей $HCl$ в качестве реагента в первой реакции и 12 молей $HCl$ в качестве продукта во второй реакции взаимно сокращаются. Также сокращаются 4 моля $AlCl_3$.

Суммарная реакция выглядит следующим образом:

$Al_4C_3(s) + 12HCl(aq) + 4AlCl_3(aq) + 12H_2O(l) \rightarrow 4AlCl_3(aq) + 3CH_4(g) + 4Al(OH)_3(s) + 12HCl(aq)$

После сокращения общих членов с обеих сторон уравнения получаем чистое уравнение реакции гидролиза карбида алюминия, которая приводит к образованию гидроксида алюминия:

$Al_4C_3(s) + 12H_2O(l) \rightarrow 4Al(OH)_3(s) + 3CH_4(g)$

Присутствие хлороводородной кислоты в данном случае способствует протеканию реакции (например, путем начального разрушения кристаллической решетки карбида или создания кислой среды для гидролиза), но не является реагентом, потребляемым в суммарном уравнении, ведущем к образованию $Al(OH)_3$.

Уравнение химической реакции получения гидроксида алюминия в реакции карбида алюминия с хлороводородной кислотой (как суммарная реакция) выглядит следующим образом:

$Al_4C_3(s) + 12H_2O(l) \rightarrow 4Al(OH)_3(s) + 3CH_4(g)$