Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить три уравнения химических реакций, учитывая химические свойства алюминия и его соединений.

Шаг 1. Переход $\text{Al} \rightarrow \text{X}$.
Нам нужно получить вещество $\text{X}$, из которого в одну стадию можно получить гидроксид алюминия $\text{Al(OH)}_3$. Гидроксиды металлов обычно получают из их растворимых солей. Поэтому в качестве вещества $\text{X}$ выберем растворимую соль алюминия, например, хлорид алюминия $\text{AlCl}_3$.
Алюминий реагирует с хлором при нагревании:
$2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \xrightarrow{t} 2\text{AlCl}_3$

Шаг 2. Переход $\text{X} \rightarrow \text{Al(OH)}_3$.
Чтобы из растворимой соли $\text{AlCl}_3$ получить нерастворимое основание $\text{Al(OH)}_3$, необходимо добавить щелочь (например, гидроксид натрия или калия) в недостаточном количестве, чтобы осадок не растворился в избытке щелочи:
$\text{AlCl}_3 + 3\text{NaOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3\downarrow + 3\text{NaCl}$

Шаг 3. Переход $\text{Al(OH)}_3 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$.
Гидроксид алюминия — это амфотерное основание. Чтобы превратить его в сульфат алюминия, нужно провести реакцию нейтрализации с серной кислотой:
$2\text{Al(OH)}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O}$

Ответ:
1) $2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 = 2\text{AlCl}_3$
2) $\text{AlCl}_3 + 3\text{NaOH} = \text{Al(OH)}_3 + 3\text{NaCl}$
3) $2\text{Al(OH)}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 = \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O}$

Источник: ФИПИ