Задание №31 — Основы неорганической химии
Карбид алюминия сожгли. Полученное твёрдое вещество поместили
в раствор гидроксида натрия. Через образовавшийся прозрачный раствор пропустили газ, полученный при действии на магний концентрированной серной кислоты. При пропускании газа происходило выпадение белого осадка и образование соли бескислородной кислоты. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Цепочка: Al4C3 → Al2O3 → Na[Al(OH)4] → Al(OH)3; газ, который пропускают через раствор, — сероводород.
При горении карбида алюминия оба элемента окисляются кислородом: алюминий до Al2O3, углерод до CO2. Твёрдое вещество — оксид алюминия.
Al4C3 + 6O2 → (t°) 2Al2O3 + 3CO2↑
Оксид алюминия амфотерен; в растворе щёлочи (а не в расплаве) образуется гидроксокомплекс — прозрачный раствор тетрагидроксоалюмината натрия.
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
Магний — активный металл, поэтому концентрированная серная кислота восстанавливается им наиболее глубоко — до сероводорода.
4Mg + 5H2SO4 (конц.) → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
Сероводород — кислота, он разрушает гидроксокомплекс: выпадает белый осадок Al(OH)3. Газ пропускают, то есть он в избытке, поэтому получается кислая соль — гидросульфид натрия; это и есть соль бескислородной кислоты, о которой сказано в условии. (Средняя соль Na2S дала бы сильнощелочной раствор, в котором Al(OH)3 растворился бы обратно.)
Na[Al(OH)4] + H2S → Al(OH)3↓ + NaHS + H2O
Проверка: в реакции магния с концентрированной серной кислотой 4Mg отдают 8 e−, а S+6 принимает 8 e−, переходя в S−2; атомов S слева 5, справа 4 + 1 = 5.
Ответ:
Al4C3 + 6O2 → (t°) 2Al2O3 + 3CO2↑
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
4Mg + 5H2SO4 (конц.) → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
Na[Al(OH)4] + H2S → Al(OH)3↓ + NaHS + H2O
Источник: ФИПИ