Карбонат натрия и оксид алюминия – Оксид алю­ми­ния мас­сой 10,2 г спла­ви­ли с кар­бо­на­том на­трия мас­сой 21,2 г. Весь плав рас­тво­ри­ли в 250 мл хло­ро­во­до­род­ной кис­ло­ты (плотностью 1,10 г/мл)

Al2O3 + Na2CO3 = ? уравнение реакции

В результате взаимодействия оксида алюминия с карбонатом натрия (Al2O3 + Na2CO3 = ?) происходит образование средней соли – алюмината натрия, а также выделение углекислого газа. Реакцию проводят при нагревании в температурном диапазоне . Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

   

Запишем ионные уравнения, учитывая, что оксиды на ионы не распадаются, т.е. не диссоциируют.

   

   

Первое уравнение называют полным ионным, а второе – сокращенным ионным.
Оксид алюминия представляет собой кристаллы белого цвета, отличающиеся тугоплавкостью и термической устойчивостью. В прокаленном виде он химически пассивен; не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Проявляет амфотерные свойства; реагирует с концентрированными кислотами, щелочами в концентрированном растворе и при спекании.

   

   

   

   

Оксид алюминия в промышленности получают из природных минералов, которые его содержат, например, бокситов, нефелинов, каолина, алунитов и т.д. В лаборатории эту процедуру осуществляют по следующему уравнению:

   

ru.solverbook.com

Al2O3 + K2CO3 = ? уравнение реакции

При сплавлении оксида алюминия с карбонатом калия (Al2O3 + K2CO3 = ?) происходит образование средней соли алюмината калия и выделение газообразного оксида углерода (IV). Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

   

Записать уравнения в ионной форме в данном случае не предоставляется возможным, поскольку реакция протекает не в растворе, а в твердой фазе.
Оксид алюминия представляет собой кристаллы белого цвета, отличающиеся тугоплавкостью и термической устойчивостью. В прокаленном виде он химически пассивен; не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Проявляет амфотерные свойства; реагирует с концентрированными кислотами, щелочами в концентрированном растворе и при спекании.

   

   

   

   

Оксид алюминия в промышленности получают из природных минералов, которые его содержат, например, бокситов, нефелинов, каолина, алунитов и т.д. В лаборатории эту процедуру осуществляют по следующему уравнению:

   

ru.solverbook.com

Новая версия задачи С2 в ЕГЭ по химии 2012. Особенности и подводные камни

В 2012 году предложена новая форма задания С2 — в виде текста, описывающего последовательность экспериментальных действий, которые нужно превратить в уравнения реакций.
Трудность такого задания состоит в том, что школьники очень плохо представляют себе экспериментальную, не бумажную химию, не всегда понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.
Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно, не так, как предполагалось. В словаре приведены примеры неправильного понимания.

Словарь непонятных терминов.

1. Навеска — это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах). Она не имеет никакого отношения к навесу над крыльцом.
2. Прокалить — нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
3. «Взорвали смесь газов» — это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются!
4. Отфильтровать — отделить осадок от раствора.
5. Профильтровать — пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
6. Фильтрат — это профильтрованный раствор.
7. Растворение вещества — это переход вещества в раствор. Оно может происходить без химических реакций (например, при растворении в воде поваренной соли NaCl получается раствор поваренной же соли NaCl, а не щелочь и кислота отдельно), либо в процессе растворения вещество реагирует с водой и образует раствор другого вещества (при растворении оксида бария получится раствор гидроксида бария). Растворять можно вещества не только в воде, но и в кислотах, в щелочах и т.д.
8. Выпаривание — это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
9. Упаривание — это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
10. Сплавление — это совместное нагревание двух или более твёрдых веществ до температуры, когда начинается их плавление и взаимодействие. С плаванием по реке ничего общего не имеет.
11. Осадок и остаток.
    Очень часто путают эти термины. Хотя это совершенно разные понятия.
    «Реакция протекает с выделением осадка» — это означает, что одно из веществ, получающихся в реакции, малорастворимо. Такие вещества выпадают на дно реакционного сосуда (пробирки или колбы).
    «Остаток» — это вещество, которое осталось, не истратилось полностью или вообще не прореагировало. Например, если смесь нескольких металлов обработали кислотой, а один из металлов не прореагировал — его могут назвать остатком.
12. Насыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре концентрация вещества максимально возможная и больше уже не растворяется.
    Ненасыщенный раствор — это раствор, концентрация вещества в котором не является максимально возможной, в таком растворе можно дополнительно растворить ещё какое-то количество данного вещества, до тех пор, пока он не станет насыщенным.
    Разбавленный и «очень» разбавленный раствор — это весьма условные понятия, скорее качественные, чем количественные. Подразумевается, что концентрация вещества невелика.
    Для кислот и щелочей также используют термин «концентрированный»
    раствор. Это тоже характеристика условная. Например, концентрированная соляная кислота имеет концентрацию всего около 40%. А концентрированная серная — это безводная, 100%-ная кислота.

Для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства большинства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей и других соединений, взаимный гидролиз двух солей.
Кроме того, необходимо иметь представление о цвете и агрегатном состоянии большинства изучаемых веществ — металлов, неметаллов, оксидов, солей.
Именно поэтому мы разбираем этот вид заданий в самом конце изучения общей и неорганической химии.
Рассмотрим несколько примеров подобных заданий.

1. Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

1. Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:
   6Li + N₂ = 2Li₃N
2. При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:
   Li₃N + 3H₂O = 3LiOH + NH₃
3. Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:
   2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄
4. Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:
   (NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2NH₄Cl
5. После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах:

   NH4Cl + NaNO2	t°	N2 + 2H2O + NaCl
   	→

1. Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили, фильтрат

   упарили, полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

1. Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород! Поэтому простым веществом может быть только азот:
   10Al + 36HNO₃ = 10Al(NO₃)₃ + 3N₂ + 18H₂O

   Al0 − 3e = Al3+	|	10
   2N+5 + 10e = N20		3

2. Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:
   
   2Al(NO₃)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaNO₃
3. Осадок — гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:
   

   2Al(OH)3	t°	Al2O3 + 3H2O
   	→

4. В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):
   NaNO₃ + NH₄Cl = N₂O + 2H₂O + NaCl
5. Оксид азота (I) — является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:
   3N₂O + 2NH₃ = 4N₂ + 3H₂O

1. Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

1. Оксид алюминия — амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:
   Al₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaAlO₂ + CO₂
2. Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:
   NaAlO₂ + 2H₂O = Na[Al(OH)₄]
3. Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль — гидросульфит калия:
   Na[Al(OH)₄] + SO₂ = NaHSO₃ + Al(OH)₃
4. Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:
   NaHSO₃ + Br₂ + H₂O = NaHSO₄ + 2HBr
5. Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:

   NaHSO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + H₂O
   HBr + NaOH = NaBr + H₂O

1. Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

1. Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ — сероводород:
   ZnS + HCl = ZnCl₂ + H₂S
2. Сероводород — в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль — сульфид натрия:
   H₂S + NaOH = Na₂S + H₂O
3. Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):
   Na₂S + FeCl₂ = FeS + NaCl
4. Обжиг — это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):
   FeS + O₂ = Fe₂O₃ + SO₂
5. Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид:
   SO₂ + O₂ = SO₃

1. Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

1. При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:

   SiO₂ + Mg = MgO + Si
   Si + Mg = Mg₂Si

   Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:
   SiO₂ + Mg = MgO + Mg₂Si

2. При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):
   Mg₂Si + H₂O = Mg(OH)₂ + SiH₄
3. Силан при сгорании образует оксид кремния:
   SiH₄ + O₂ = SiO₂ + H₂O
4. Оксид кремния — кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:
   SiO₂ + CsOH = Cs₂SiO₃ + H₂O
5. При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:
   Cs₂SiO₃ + HCl = CsCl + H₂SiO₃

Задания для самостоятельной работы.

1. Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
2. Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
3. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
4. На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
5. Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
6. Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
7. Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка — добавили раствор нитрата серебра.
8. Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
9. (МИОО 2011, тренинговая работа) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
10. (МИОО 2011, тренинговая работа) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

1. Cu(NO₃)₂ → CuO → CuSO₄ → CuS →СuO → Cu(NO₃)₂

   2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂
   CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O
   CuSO₄ + H₂S = CuS + H₂SO₄
   2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂
   CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O

2. Ca₃(PO₄)₂ → P → P₂O₅ →Na₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ → BaHPO₄ или Ba(H₂PO₄)₂

   Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO
   4P + 5O₂ = 2P₂O₅
   P₂O₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + 3H₂O
   2Na₃PO₄ + 3BaCl₂ = Ba₃(PO₄)₂ + 6NaCl
   Ba₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ba(H₂PO₄)₂

3. Cu → NO₂ → HNO₃ → Zn(NO₃)₂ → Na₂[Zn(OH)₄]

   Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
   4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃
   ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O
   Zn(NO₃)₂ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃

4. NaCl → HCl →BaCl₂ → BaSO₄ → BaS → H₂S

   2NaCl + H₂SO₄ = 2HCl + Na₂SO₄
   2HCl + Ba(OH)₂ = BaCl₂ + 2H₂O
   BaCl₂ + K₂SO₄ = BaSO₄ + 2KCl
   BaSO₄ + 4C = BaS + 4CO
   BaS + 2HCl = BaCl₂ + H₂S

5. Al2S3	→ H2S → PbS →PbSO4
   ↓
   AlCl3	→ Al(OH)3

   Al₂S₃ + 6HCl = 3H₂S + 2AlCl₃
   AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O = Al(OH)₃ + 3NH₄Cl
   H₂S + Pb(NO₃)₂ = PbS + 2HNO₃
   PbS + 4H₂O₂ = PbSO₄ + 4H₂O

6. Al → Al₂S₃ → Al(OH)₃ →K[Al(OH)₄] → KAlO₂ →AlCl₃

   2Al + 3S = Al₂S₃
   Al₂S₃ + 6H₂O = 3H₂S + 2Al(OH)₃
   Al(OH)₃ + KOH = K[Al(OH)₄]
   K[Al(OH)₄] = KAlO₂ + 2H₂O
   KAlO₂ + 4HCl = KCl + AlCl₃ + 2H₂O

7. KI →	I2	→ HI → AgI
   	↓
   	Na2SO4 → BaSO4

   2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂
   I₂ + Na₂SO₃ + H₂O = 2HI + Na₂SO₄
   BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl
   HI + AgNO₃ = AgI + HNO₃

8. Cr₂O₃ → KCrO₂ → K[Cr(OH)₄] →K₂CrO₄ →K₂Cr₂O₇ → Cr₂(SO₄)₃

   Cr₂O₃ + 2KOH = 2KCrO₂ + H₂O
   2KCrO₂ + 3H₂O₂ + 2KOH = 2K₂CrO₄ + 4H₂O
   2K₂CrO₄ + H₂SO₄ = K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O
   K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + 4H₂SO₄ = 3S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

9. Al → K[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → NaAlO₂ 2Al + 2KOH + 6H₂O = 2K[Al(OH)₄] + 3H₂
   K[Al(OH)₄] + CO₂ = KHCO₃ + Al(OH)₃

   2Al(OH)3	t°	Al2O3 + 3H2O
   	→

   Al₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaAlO₂ + CO₂

10. Si → K₂SiO₃ → H₂SiO₃ → SiO₂ → CaSiO₃ Si + 2KOH + H₂O = K₂SiO₃ + 2H₂
    K₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃ + 2KCl

    H2SiO3	t°	H2O + SiO2
    	→

    SiO₂ + CaCO₃ = CaSiO₃ + CO₂

Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России)                        +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)

Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.

ege-study.ru

Химик.ПРО — Оксид алюминия реакции

С какими из перечисленных соединений: КОН, HNО3, Na2O, СО2, Н2О будет взаимодействовать оксид алюминия реакции? Напишите уравнения возможных реакций и назовите получаемые продукты.

Решение задачи

Запишем  оксид алюминия реакции:

,

продукты реакции оксида алюминия ортоалюминат калия, вода

,

продукты реакции оксида алюминия метаалюминат калия, вода

,

продукты реакции оксида алюминия тетрогидроксоалюминат калия

,

продукты реакции оксида алюминия гексогидроксоалюминат калия

,

продукты реакции оксида алюминия диакватетрагидроксоалюминат калия

,

продукты реакции оксида алюминия нитрат алюминия, вода

,

продукты реакции оксида алюминия ортоалюминат натрия

 

,

продукты реакции оксида алюминия карбонат алюминия

Похожие задачи по химии

himik.pro

Натрий-алюминий — Популярная химия

Натрий-алюминий — так называют вещество, которое является неорганическим соединением и имеет химическую формулу NaAlO₂.  Другое название натрий-алюминия — алюминат натрия.

Алюминат натрия — сложный окисел натрия и алюминия. Внешне представляет собой белую массу, похожую на эмаль. Алюминат натрия – это аморфное вещество. Как у всех аморфные веществ, атомы и молекулы алюмината натрия не упорядочены, то есть не имеют кристаллической структуры. Примерами аморфных веществ являются резина, стекло, некоторые виды пластмасс.

Как получить алюминат натрия

Алюминат натрия можно получить путем сплава оксида алюминия с соединениями натрия.

1. Сплав при температуре 1200˚С  оксида натрия с оксидом алюминия

Na₂O + Al₂O₃ → 2NaAlO₂

2. Сплав  гидроксида натрия с оксидом алюминия при температуре  900 ˚С

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO ₂ + H₂O

3. Сплав оксида алюминия с карбонатом при температуре 1000˚С

Na₂CO₃ + Al₂O₃ → 2NaAlO ₂ + CO₂

Алюминат натрия получается также:

растворением алюминия в расплавленном при температуре 400˚С гидроксиде натрия

2(NaOH * H₂O) + 2Al→ 2NaAlO ₂ + 3H₂ ;

растворением металлического алюминия или оксида алюминия Al₂O₃ в щелочах:

Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + ЗН₂

Известные соединение натрия и алюминия –  тетрагидроксоалюминат натрия  Na[Al(OH)₄] и гексагидроксоалюминат натрия Na₃[Al(OH)₆]

Обезвоживая тетрагидроксоалюминат натрия при температуре 800 ˚С, также получают алюминат натрия

Na[Al(OH)₄] → NaAlO ₂ + 2H₂O

Свойства алюмината натрия

Алюминат натрия хорошо растворяется в воде. Причём, чем выше температура воды, тем быстрее происходит процесс растворения. Также хорошо растворяется алюминат натрия в содовых и  алюминатно-щелочных растворах. Если же алюминат натрия входит в твердый состав с ферритом натрия, то в этом случае он растворяется гораздо медленнее. И чем меньше концентрация NaAlO₂ в растворе, тем медленнее происходит процесс растворения. На воздухе алюминат натрия разрушается.

Применение алюмината натрия

Алюминат натрия может иметь вид белого растворимого в воде порошка, пасты или водного раствора.

Используется алюминат натрия в производстве лаков, бумаги, в качестве наполнителя для мыла, в производстве стекла. В текстильной промышленности его применяют в качестве протравы для тканей. Раствор алюмината натрия в  промышленном производстве используется для ионно-обменной очистки воды, для смягчения жесткой воды. Также его раствор может быть использован для очистки стоков в коммунальном хозяйстве и промышленности.

В строительстве и в производстве пластмасс алюминат натрия выполняет функции ингибитора, то есть препятствует воспламенению. Также он добавляется в растворы для штукатурки, что придаёт этим растворам водонепроницаемость. Такими растворами штукатурят сырые поверхности из кирпича и бетона, а также заделывают отверстия в бетоне. Арматура при нанесении таких растворов не подвергается коррозии. Эти растворы возможно наносить как вручную, так и машинами. Добавляют алюминат натрия в бетон, чтобы ускорить его отвердевание. Это особенно эффективно для строительных работ, которые выполняются в зимнее время.

В природе алюминат натрия содержится в  глинозёме. Глинозём – это смесь оксидов различных металлов: алюминия, калия, натрия, магния. Оксид алюминия имеет химическую формулу  Al₂O₃. При получении оксида алюминия алюминат натрия используется как промежуточный продукт.

В алюминиевой промышленности широко используется метод австрийского химика Карла Иосифа Байера, который изобрёл способ получения чистого глинозема из бокситов, в основе которого лежат два его открытия.

Байер изобрёл способ получения чистого глинозема из бокситов. Он установил, что раствор алюмината натрия разлагается самопроизвольно, если к нему добавить гидрат глинозема. При этом выделяется гидроокись алюминия. Второе открытие Байера касалось получения алюмината натрия обработкой глинозема в бокситах раствором едкой щелочи. Байер сделал свои открытия, занимаясь разработками для текстильной промышленности. Однако впоследствии его разработки были использованы для нужд алюминиевой промышленности.

 

 

ximik.biz

Где используются сложные соли алюминия?

 

В мире существует довольно много веществ, которые не могут существовать в нормальных условиях. Из-за высокой химической активности или других окружающих факторов они сразу же разлагаются на воздухе на составные части или же вступают в реакцию со всеми подряд элементами с образованием новых соединений.

Для хранения подобных веществ приходится обеспечивать им специальные условия, которые позволили бы материалу, находящемуся внутри, сохранять свое агрегатное состояние. Карбонат алюминия относится как раз к той группе веществ, которые не могут существовать при нормальных условиях. Для его хранения пришлось бы воссоздать очень сложную систему, которая бы оберегала вещество от доступа извне.

Но вопрос стоит в том, что в этом совершенно нет никакой необходимости. Соединение не несет в себе никакой прорывной научной ценности, так что держать его в таких сложных условиях и тратить на это огромные деньги совершенно ни к чему. Поэтому о данной соли алюминия можно найти совсем немного информации.

Как получают вещество?

Образование соединения алюминия с солью карбонатной кислоты получается в результате спекания алюминиевого основания с карбонатами щелочных металлов. В итоге можно получить нужное вещество, но оно сразу же разлагается из-за гидролиза карбоната алюминия.

 

Причина кроется в том, что слабая кислота в симбиозе со слабым основанием дают слабую соль, которая не может противостоять атмосферному воздействию. Подобные реакции проводятся только для наглядных опытов, потому что сами вещества не несут промышленной ценности, а затраты на их хранение были бы намного больше полезности.

Также промежуточно можно получить соединение при реакциях:

 

• •    карбонат калия+оксид алюминия;
• •    хлорид алюминия+карбонат натрия;
• •    сульфат алюминия+карбонат натрия;
• •    оксид алюминия+карбонат натрия;
• •    карбонат натрия нитрат алюминия;
• •    хлорид алюминия+карбонат калия.

 

Есть еще большое количество реакций с карбонатами калия и натрия, которые вытесняют алюминий из его солей и промежуточно меняются местами. Но в итоге все равно получается алюминат калия или натрия, так что полученное соединение не сохраняется. Поэтому весьма проблематично изучить его свойства. Ни один справочник по химии не дает ответа на данный вопрос, так как он просто напросто не изучен.

Взаимодействие металлического алюминия с карбонатом натрия

Натрий является одним из самых активных металлов, так что используется для большого количества опытов, причем, как в чистом виде, так и в своих соединениях. Поэтому интересным вопросом выглядит реакция карбонат натрия→алюминий. Алюминий ни при каких условиях не вытесняет натрий из его солей, так что по-хорошему и никакой реакции быть не должно. Но при определенных условиях она происходит.

Самое главное, что итог будет весьма странным: алюминий растворяется в концентрированном растворе карбоната натрия. В результате получается сложный окисел, в который входит сразу два металла. Такая реакция возможна благодаря амфотерности алюминия, проявляющего разные свойства в зависимости от условий среды реагирования. Ни с одним другим веществом повторить подобный опыт не получится из-за невозможности поставить металл на место неметалла в данной ситуации.

Оксид карбоната алюминия также не существует в природе по описанным причинам. Зато при помощи теплового сопровождения на уровне 1200 градусов по Цельсию, можно сплавить оксиды натрия и алюминия, чтобы получить алюминат. Этот материал является промежуточным и идет на нужды других отраслей промышленности, например, играет роль протравочного вещества перед покраской тканей в текстильном производстве.

Использование сложных солей алюминия на практике

Сложные многоатомные соединения часто используются в фармацевтике, так как там нужно применять нестандартные подходы для поиска оптимального состава лекарственных препаратов. Например, вещество алюминия гидроксид-магния карбонат магния-гидроксид представляет собой сложное многоатомное соединение, которое обладает большим набором полезных качеств.

 

 

 

Его свойства можно изложить списком:

 

• •    Является сильнейшим атацидным средством, так что может быстро успокаивать желудок при ощущении в нем дискомфорта после острой или кислой пищи.
• •    Нейтрализует среду желудка, забирая на себя избыточную соляную кислоту.
• •    Возвращает в норму кислотно-щелочной баланс.

Алюминия гидроксида-магния карбоната гель-магния гидроксид прописывают пациентам при изжоге, повышенной кислотности желудка, хронических гастритах и язвенной болезни, грыже. Также он позволит снять негативное воздействие алкоголя на организм после его злоупотребления.

 

При диетах или приеме других лекарств будет положительно влиять на желудок, так как избавит его от избыточной кислоты, которая всегда доставляет дискомфорт и приводит к болевым ощущениям и ухудшению самочувствия. Противопоказаниями к применению выступают только болезнь Альцгеймера и тяжелые нарушения функции почек, которые не позволяют им работать в полную силу.

Побочные эффекты проявляются крайне редко и могут иметь вид тошноты, незначительной диареи или изменения вкусовых ощущений. Также иногда пациенты чувствуют слабость быструю утомляемость или замедленную реакцию на окружающий мир. С другими лекарственными препаратами отмечается отличный уровень взаимодействия, но в любом случае нужно все делать только после консультации со своим лечащим врачом.

promplace.ru

Химия и жизнь — Готовимся к экзаменам

Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

 Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:

6Li + N₂ = 2Li ₃N

 При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:

Li ₃N + 3H ₂O = 3LiOH + NH₃

 Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:

2NH₃ + H ₂SO4 = (NH₄) ₂SO4

 Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:

(NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2NH ₄Cl

 После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах:

NH ₄Cl + NaNO₂   t°→ N₂ + 2H ₂O + NaCl

              Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили, фильтрат упарили, полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

 Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород! Поэтому простым веществом может быть только азот:

10Al + 36HNO₃ = 10Al(NO ₃) ₃ + 3N ₂ + 18H ₂O

 Al⁰ − 3e = Al³⁺ |             10

2N⁺⁵ + 10e = N ₂⁰             3

 Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:

2Al(NO₃)₃ + 3Na ₂CO₃ + 3H ₂O = 2Al(OH) ₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaNO ₃

Осадок — гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:

2Al(OH) ₃    t°→ Al ₂O₃ + 3H ₂O

    В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):

NaNO₃ + NH ₄Cl = N ₂O + 2H ₂O + NaCl

Оксид азота (I) — является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:

3N ₂O + 2NH₃ = 4N₂ + 3H ₂O

Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

 Оксид алюминия — амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:

Al ₂O₃ + Na ₂CO₃ = 2NaAlO ₂+ CO₂

 Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:

NaAlO ₂ + 2H ₂O = Na[Al(OH) ₄]

 Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль — гидросульфит калия:

Na[Al(OH)₄] + SO ₂= NaHSO₃ + Al(OH)₃

 Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:

NaHSO₃ + Br₂ + H ₂O = NaHSO ₄ + 2HBr

Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:

 NaHSO ₄ + NaOH = Na ₂SO4 + H₂O

 HBr + NaOH = NaBr + h3O

Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

 Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ — сероводород:

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H ₂S

 Сероводород — в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль — сульфид натрия:

H ₂S + 2NaOH = Na ₂S + 2H₂O

 Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):

Na ₂S + FeCl₂= FeS +2 NaCl

 Обжиг — это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):

4FeS + 7O2 = 2Fe ₂O₃ +4SO₂

 Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид:

2SO2 + O2 = 2SO3

Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

 При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:

SiO₂ +2 Mg = 2MgO + Si

 Si +2Mg = Mg ₂Si

 Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:

SiO₂ + 2Mg = 2MgO + Mg ₂Si

 При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):

Mg ₂Si +4 H ₂O = 2Mg(OH)₂ + SiH₄

 Силан при сгорании образует оксид кремния:

SiH ₄ + O₂ = SiO₂ + H ₂O

 Оксид кремния — кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:

SiO ₂+ 2CsOH = Cs ₂SiO₃ + H ₂O

 При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:

Cs ₂SiO₃ + 2HCl = 2CsCl + H ₂SiO₃

Задания для самостоятельной работы.

 1.Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.

2. Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.

 3.Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.

4.На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.

5.  Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.

 6. Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.

 7. Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка — добавили раствор нитрата серебра.

 8.Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.

 9. Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.

 10. Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

1.     Cu(NO ₃) ₂→ CuO → CuSO ₄ → CuS →СuO → Cu(NO ₃)₂

 2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂

 CuO + H ₂SO₄ = CuSO₄ + H ₂O

 CuSO ₄ + H ₂S = CuS + H ₂SO ₄

 2CuS + 3O ₂ = 2CuO + 2SO ₂

 CuO + 2HNO ₃ = Cu(NO₃)₂ + H ₂O

2.     Ca ₃(PO₄)₂ → P → P ₂O ₅ →Na ₃PO ₄ → Ba ₃(PO ₄) ₂→ BaHPO4 или Ba(h3PO4)2

 Ca ₃(PO ₄) ₂ + 5C + 3SiO ₂ = 3CaSiO ₃ + 2P + 5CO

 4P + 5O ₂ = 2P ₂O ₅

 P ₂O ₅ + 6NaOH = 2Na ₃PO ₄ + 3H ₂O

 2Na ₃PO ₄ + 3BaCl ₂ = Ba ₃(PO ₄) ₂ + 6NaCl

 Ba ₃(PO ₄) ₂ + 4H ₃PO ₄ = 3Ba(H ₂PO ₄) ₂

3.     Cu → NO ₂ → HNO ₃ → Zn(NO ₃) ₂ → Na ₂[Zn(OH)₄]

 Cu + 4HNO ₃ = Cu(NO ₃) ₂ + 2NO ₂ + 2H ₂O

 4NO ₂ + O ₂ + 2H ₂O = 4HNO ₃

 ZnO + 2HNO ₃ = Zn(NO ₃) ₂ + H ₂O

 Zn(NO ₃) ₂ + 4NaOH = Na ₂[Zn(OH) ₄] + 2NaNO ₃

4.     NaCl → HCl →BaCl ₂ → BaSO ₄→ BaS → H ₂ S

 2NaCl + H ₂SO₄ = 2HCl + Na ₂SO ₄

 2HCl + Ba(OH) ₂ = BaCl ₂ + 2H ₂O

 BaCl ₂ + K ₂SO4 = BaSO4 + 2KCl

 BaSO ₄ + 4C = BaS + 4CO

 BaS + 2HCl = BaCl₂ + H ₂S

5.Al ₂ S₃     → H ₂S → PbS →PbSO₄

↓          

AlCl ₃     → Al(OH)₃

 

Al ₂ S₃     + 6HCl = 3H ₂S + 2AlCl₃

 AlCl₃ + 3NH₃ + 3H ₂O = Al(OH)₃ + 3NH ₄Cl

 H ₂S + Pb(NO ₃) ₂= PbS + 2HNO ₃

 PbS + 4H ₂O ₂ = PbSO ₄  + 4H ₂ O

6.     Al → Al ₂S ₃→ Al(OH) ₃ →K[Al(OH) ₄] → KAlO ₂ →AlCl ₃

 2Al + 3S = Al ₂S ₃

 Al ₂S ₃+ 6H ₂O = 3H ₂ S + 2Al(OH) ₃

 Al(OH)₃ + KOH = K[Al(OH) ₄]

 K[Al(OH)₄ ] = KAlO ₂  + 2H ₂ O

 KAlO ₂  + 4HCl = KCl + AlCl ₃ + 2H ₂ O

7.     KI →      I ₂    → HI → AgI

                ↓          

                Na ₂ SO ₄ → BaSO ₄

 

 2KI + Cl ₂ = 2KCl + I ₂

 I ₂ + Na ₂SO ₃  + H ₂ O = 2HI + Na ₂ SO₄

 BaCl ₂ + Na ₂SO ₄ = BaSO₄  + 2NaCl

 HI + AgNO3 = AgI + HNO₃

8.Cr ₂O₃ → KCrO₂ → K[Cr(OH)₄] →K ₂CrO ₄  →K  ₂Cr ₂O7  → Cr ₂(SO₄ )₃

 Cr ₂O ₃ + 2KOH = 2KCrO ₂  + H ₂O

 2KCrO₂  + 3H ₂O ₂  + 2KOH = 2K ₂CrO ₄  + 4H ₂O

 2K ₂ CrO₄  + H ₂SO ₄ = K ₂Cr ₂ O ₇+ K ₂ SO ₄ + H ₂ O

 K ₂Cr ₂ O ₇  + 3H ₂ S + 4H  ₂ SO ₄  = 3S + Cr ₂(SO ₄ ) ₃ + K ₂ SO ₄ + 7H ₂ O

9.     Al → K[Al(OH) ₄ ] → Al(OH) ₃ → Al ₂O ₃ → NaAlO ₂

 2Al + 2KOH + 6H ₂ O = 2K[Al(OH) ₄ ] + 3H ₂

 K[Al(OH) ₄ ] + CO ₂  = KHCO ₃  + Al(OH)₃

2Al(OH)₃               t°  → Al ₂O ₃  + 3H ₂ O

Al ₂ O ₃  + Na ₂ CO ₃  = 2NaAlO ₂  + CO ₂

10.             Si → K ₂ SiO ₃ → H ₂SiO ₃ → SiO ₂  → CaSiO ₃

 Si + 2KOH + H ₂ O = K ₂ SiO ₃  + 2H₂

 K ₂ SiO₃  + 2HCl = H ₂ SiO₃  + 2KCl

H ₂ SiO₃  t° →   H ₂ O + SiO₂

 SiO₂  + CaCO3 = CaSiO₃  + CO₂

stro4ilina67.ucoz.ru