AL-ALCL3-AL(NO3)3-AL(OH)3 цепочка превращение по химии

Ответы на вопрос

Отвечает Филенко Яна.

Вот рабочая схема с уравнениями и короткими комментариями по каждому шагу.

1) Al → AlCl₃

В лабораторных задачах чаще всего берут реакцию с соляной кислотой (получается раствор AlCl₃):

2\,\mathrm{Al} + 6\,\mathrm{HCl} \rightarrow 2\,\mathrm{AlCl_3} + 3\,\mathrm{H_2}\uparrow

Замечания:

Алюминий пассивируется оксидной плёнкой; старт реакции облегчает подогрев и свежий металл (стружка).
Безводный AlCl₃ получают прямым хлорированием:

2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{Cl_2} \xrightarrow{t} 2\,\mathrm{AlCl_3}

2) AlCl₃ → Al(NO₃)₃

Есть два удобных пути.

А. Прямая ионная замена через нитрат серебра (самый краткий ход):

\mathrm{AlCl_3} + 3\,\mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{AgCl}\downarrow

AgCl выпадает в осадок, раствор после фильтрации содержит $\mathrm{Al(NO_3)_3}$ .
Сокращённое ионное: $\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl}\downarrow$ .

Б. Через гидроксид (если не хочется тратить AgNO₃):
Сначала осаждаем гидроксид из раствора AlCl₃:

\mathrm{AlCl_3} + 3\,\mathrm{NH_3\cdot H_2O} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\,\mathrm{NH_4Cl}

Затем растворяем осадок в азотной кислоте:

\mathrm{Al(OH)_3} + 3\,\mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{H_2O}

3) Al(NO₃)₃ → Al(OH)₃

Осаждение ограниченным количеством щёлочи или аммиачной воды:

\mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\,\mathrm{NaNO_3}

или

\mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{NH_3\cdot H_2O} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\,\mathrm{NH_4NO_3}

Важно про амфотерность: избыток щёлочи растворит осадок:

\mathrm{Al(OH)_3} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na[Al(OH)_4]}

Поэтому щёлочь добавляйте порциями до полного осаждения, но без избытка.

Итого, минимальная «прямая» цепочка может выглядеть так:

\begin{aligned} &2\,\mathrm{Al} + 6\,\mathrm{HCl} \rightarrow 2\,\mathrm{AlCl_3} + 3\,\mathrm{H_2}\uparrow \\ &\mathrm{AlCl_3} + 3\,\mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{AgCl}\downarrow \\ &\mathrm{Al(NO_3)_3} + 3\,\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\,\mathrm{NaNO_3} \end{aligned}

Альтернатива без AgNO₃ — через промежуточный $\mathrm{Al(OH)_3}$ , как описано выше.

Последние заданные вопросы в категории Химия