Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
1. Соль - соединение металла и кислотного остатка. Т.е. на первом месте должен быть металл, на втором неметалл, на третьем - кислород. Также может быть без кислорода - только металл и неметалл.
а) H₃PO₄ и HCl - кислоты, на первом месте водород
б) все соли
в) HCl, H₂CO₃ - кислоты; Mg(OH)₂ - основание
2. Карбонаты - CO₃²⁻. Ей соответствует кислота H₂CO₃ - угольная.
6. Соли бывают средними (Na₂SO₄, NaCl) и двойными (KAl(SO₄)₂)
3. Соли, которые образуются при замещении атомами металлов всех атомов водорода в кислотах, называют средними - металл и кислотный остаток:
2Na + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂
2Li + 2HCl → 2LiCl + H₂
4. Поваренная соль имеет формулу NaCl, тут не объяснишь, тут запомнить надо.
5. Ионы Fe³⁺ имеют бурый цвет. Тут тоже не объяснить.
6. Тут надо пользоваться таблицей растворимости.
7. Нужно учитывать степени окисления.
Cu₃(PO₄)₂: медь проявляет степень окисления +2 (еще +1, но это не важно), а фосфат ион имеет заряд 3-. Формула верна.
Ca₃PO₄: кальций имеет единственную степень окисления +2 (соответствует номеру группы), фосфат ион -3. Значит, формула неверна.
H₃PO₄: водород в кислотах имеет степень окисления +1, фосфат -3 → формула верна.
Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3
1. б
2. а
6. а
3. б
4. в
5. а
6. б
7. б
Объяснение:
1. Соль - соединение металла и кислотного остатка. Т.е. на первом месте должен быть металл, на втором неметалл, на третьем - кислород. Также может быть без кислорода - только металл и неметалл.
а) H₃PO₄ и HCl - кислоты, на первом месте водород
б) все соли
в) HCl, H₂CO₃ - кислоты; Mg(OH)₂ - основание
2. Карбонаты - CO₃²⁻. Ей соответствует кислота H₂CO₃ - угольная.
6. Соли бывают средними (Na₂SO₄, NaCl) и двойными (KAl(SO₄)₂)
3. Соли, которые образуются при замещении атомами металлов всех атомов водорода в кислотах, называют средними - металл и кислотный остаток:
2Na + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂
2Li + 2HCl → 2LiCl + H₂
4. Поваренная соль имеет формулу NaCl, тут не объяснишь, тут запомнить надо.
5. Ионы Fe³⁺ имеют бурый цвет. Тут тоже не объяснить.
6. Тут надо пользоваться таблицей растворимости.
7. Нужно учитывать степени окисления.
Cu₃(PO₄)₂: медь проявляет степень окисления +2 (еще +1, но это не важно), а фосфат ион имеет заряд 3-. Формула верна.
Ca₃PO₄: кальций имеет единственную степень окисления +2 (соответствует номеру группы), фосфат ион -3. Значит, формула неверна.
H₃PO₄: водород в кислотах имеет степень окисления +1, фосфат -3 → формула верна.