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 $Al(NO_3)_3 \rightarrow X \rightarrow AlCl_3$.
На рисунке над стрелкой указан символ температуры ($t$). Это означает термическое разложение нитрата алюминия. При нагревании нитраты металлов, стоящих в ряду активности между магнием и медью, разлагаются на оксид металла, диоксид азота и кислород. Следовательно, вещество $X$ — это оксид алюминия $Al_2O_3$.
Уравнение реакции разложения:
$4Al(NO_3)_3 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3 + 12NO_2 \uparrow + 3O_2 \uparrow$

Шаг 2. Превращение $Al_2O_3 \rightarrow AlCl_3$.
Оксид алюминия является амфотерным оксидом. Чтобы получить из него растворимую соль (хлорид алюминия), необходимо подействовать на него сильной кислотой, в данном случае — соляной кислотой ($HCl$).
Уравнение реакции:
$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

Шаг 3. Превращение $AlCl_3 \rightarrow Al(OH)_3$.
Для получения нерастворимого основания (гидроксида алюминия) из растворимой соли алюминия нужно добавить раствор щелочи или водный раствор аммиака. Важно добавлять щелочь без избытка, так как гидроксид алюминия амфотерен и может раствориться в избытке сильного основания. Используем раствор гидроксида натрия ($NaOH$).
Уравнение реакции:
$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Ответ:
1) $4Al(NO_3)_3 \xrightarrow{t} 2Al_2O_3 + 12NO_2 + 3O_2$
2) $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$
3) $AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 + 3NaCl$

Источник: ФИПИ