Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3.
Процесс пассивации металлов означает создание на поверхности тонких пленок с целью защиты от коррозии. Эти пленки, образующиеся под воздействием растворов, создают плотный, почти непроницаемый барьер, благодаря чему коррозия сильно тормозится или полностью прекращается.
Объяснение:
Часть А
А1. Электронная формула внешнего энергетического уровня иона S2-:
В) 3s23p6
*Можно увидеть, что внешний уровень полностью заполнен электронами.
Полная электронная конфигурация иона S2-:
1s22s22p63s23p6
Полная электронная конфигурация атома S в основном состоянии:
1s22s22p63s23p4
А2. В ряду химических элементов F - Cl – S – P неметаллические свойства:
А) Уменьшаются
*Неметаллические свойства уменьшаются справа налево по группам и сверху вниз по периодам.
А3. Азот не может проявлять в соединениях степень окисления:
Г) -4
*+5: N2O5
+4: NO2
-3: Ca3N2.
А4. Восстановительные свойства простых веществ от кислорода к теллуру:
А) усиливаются
*Восстановительные свойства усиливаются справа налево по группам и сверху вниз по периодам.
А5. Взаимодействию оксида серы (VI) с кислородом соответствует схема превращения:
А) S+4 → S +6
*2SO2 + O2 -> 2SO3
2S(+4)O2 + O2 -> 2S(+6)O3.
А6. Неметаллические свойства элементов усиливаются в ряду:
Г) As – P – S - O,
*Неметаллические свойства усиливаются слева направо по группам и снизу вверх по периодам.
А7. Атомную кристаллическую решетку имеет:
Б) SiO2
*Na2O - ионная
SiO2 - атомная
CaF2 - ионная
H2O - молекулярная.
А8. Массовая доля кислорода в гидроксиде кальция равна:
Б) 43%
*Mr(Ca(OH)2)=40+16×2+1×2=74
w(O)=(32/74)×100%=43%.
Часть В
В1. Оксид серы (IV) взаимодействует с:
1) Сероводородом
3) Раствором карбоната натрия
*SO2 + 2H2S -> 3S + 2H2O
SO2 + Na2CO3 -> Na2SO3 + CO2⬆️.
В2.
А) Сr + … → Cr(NO3)2 + NO2 + H2O
- 6) HNO3(конц)
Б) Cr + … → Cr2(SO4)3 + SO2 + H2O - 2) H2SО4 (конц)
В) CrO + … → CrSO4 + H2O
- 1) H2SО4 (разб)
Г) CrO + HNO3(конц) → … + NO2 + H2O
- 4) Сr(NO3)3.
Часть С
С1.
Ca3(PO4)2 → P → H3PO4 → K3PO4
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C -> 6CaSiO3 + 4P + 10CO⬆️
2P + 8H2O -> 2H3PO4 + 5H2
H3PO4 + 3KOH -> K3PO4 + 3H2O.
С2.
Дано:
m(р-ра Fe2(SO4)3)=200 г
w(Fe2(SO4)3)=15%
m(Fe(OH)3)-?
1 Уравнение реакции:
Fe2(SO4)3 + 6LiOH -> 2Fe(OH)3⬇️ + 3Li2SO4
2 Найдем массу чистого сульфата железа(III):
m(Fe2(SO4)3)=200×(15/100)=30 г
3 Найдем количество сульфата железа(III):
n(Fe2(SO4)3)=30/400=0.075 моль
4 По уравнению:
n(Fe(OH)3)=2n(Fe2(SO4)3)=0.15 моль
5 Найдем массу осадка:
m(Fe(OH)3)=0.15×107=16.05 г
ответ: 16.05 г.
