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

Решение.

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

Шаг 1. Получение хлорида алюминия из алюминия.
Алюминий — активный металл, который при нагревании энергично реагирует с неметаллами, в частности с хлором. В результате образуется соль — хлорид алюминия $AlCl_{3}$.
$2Al + 3Cl_{2} \xrightarrow{t} 2AlCl_{3}$

Шаг 2. Получение промежуточного вещества X из хлорида алюминия.
Чтобы в дальнейшем получить оксид алюминия $Al_{2}O_{3}$, нам нужно сначала получить нерастворимое основание (амфотерный гидроксид) — гидроксид алюминия $Al(OH)_{3}$. Следовательно, вещество X — это $Al(OH)_{3}$.
Для этого к раствору хлорида алюминия добавим раствор щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$). Важно добавлять щелочь без избытка, чтобы выпавший осадок не растворился.
$AlCl_{3} + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_{3}\downarrow + 3NaCl$

Шаг 3. Получение оксида алюминия из гидроксида алюминия.
Нерастворимые основания и амфотерные гидроксиды при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. При прокаливании гидроксида алюминия образуется оксид алюминия и водяной пар.
$2Al(OH)_{3} \xrightarrow{t} Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O$

Ответ:
1) $2Al + 3Cl_{2} = 2AlCl_{3}$
2) $AlCl_{3} + 3NaOH = Al(OH)_{3} + 3NaCl$
3) $2Al(OH)_{3} = Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O$

Источник: ФИПИ