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, определив промежуточное вещество $X$.

Шаг 1. Превращение $Al(NO_{3})_{3} \rightarrow X$.
Нам нужно получить из нитрата алюминия вещество, которое при дальнейшем нагревании даст оксид алюминия $Al_{2}O_{3}$. Таким веществом является нерастворимое основание — гидроксид алюминия $Al(OH)_{3}$. Чтобы его получить, добавим к раствору соли щелочь (например, гидроксид натрия или калия) в количестве, недостаточном для растворения осадка:
$Al(NO_{3})_{3} + 3NaOH = Al(OH)_{3}\downarrow + 3NaNO_{3}$
Таким образом, вещество $X$ — это $Al(OH)_{3}$.

Шаг 2. Превращение $X \rightarrow Al_{2}O_{3}$.
Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду. Проведем термическое разложение полученного гидроксида алюминия:
$2Al(OH)_{3} \xrightarrow{t} Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O$

Шаг 3. Превращение $Al_{2}O_{3} \rightarrow NaAlO_{2}$.
Оксид алюминия обладает амфотерными свойствами, то есть может реагировать и с кислотами, и с основаниями. Чтобы получить алюминат натрия $NaAlO_{2}$, необходимо провести реакцию сплавления оксида алюминия с твердой щелочью или карбонатом натрия:
$Al_{2}O_{3} + 2NaOH \xrightarrow{t} 2NaAlO_{2} + H_{2}O$
(Также возможен вариант: $Al_{2}O_{3} + Na_{2}CO_{3} \xrightarrow{t} 2NaAlO_{2} + CO_{2}\uparrow$)

Ответ:
1) $Al(NO_{3})_{3} + 3NaOH = Al(OH)_{3} + 3NaNO_{3}$
2) $2Al(OH)_{3} = Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O$
3) $Al_{2}O_{3} + 2NaOH = 2NaAlO_{2} + H_{2}O$

Источник: ФИПИ