Осуществите превращения: 1) Al -> Al(OH)3 -> AlCl3 - > Al(OH)3 > Na[Al(OH)4] 2) Al -> Al2O3

Ответы на вопрос

Отвечает Паникаровская Аня.

Разберу цепочки через уравнения реакций и отмечу, где нужен избыток щёлочи, а где — нет, потому что для амфотерного Al(OH)₃ это принципиально.

Для алюминия важно помнить, что Al, Al₂O₃ и Al(OH)₃ амфотерны, поэтому они реагируют и с кислотами, и со щелочами. Особенно внимательно нужно различать: щёлочь берётся не в избытке, если надо получить осадок Al(OH)₃, и в избытке, если надо растворить Al(OH)₃ с образованием комплексной соли Na[Al(OH)₄].

1) Al → Al(OH)₃ → AlCl₃ → Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄]

1. Получение Al(OH)₃ из Al

Напрямую алюминий с водой практически не реагирует из-за прочной оксидной плёнки, поэтому Al(OH)₃ обычно получают через соль алюминия:

2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow

Затем к раствору хлорида алюминия добавляют щёлочь не в избытке:

AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl

Получается белый студенистый осадок гидроксида алюминия.

2. Al(OH)₃ → AlCl₃

Гидроксид алюминия реагирует с соляной кислотой:

Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O

3. AlCl₃ → Al(OH)₃

Снова осаждаем гидроксид алюминия щёлочью, но щёлочь берём не в избытке:

AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NaCl

Если взять избыток NaOH, осадок Al(OH)₃ растворится, поэтому избыток здесь не нужен.

4. Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄]

Гидроксид алюминия как амфотерный гидроксид растворяется в избытке щёлочи:

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

Итоговая цепочка:

Al \xrightarrow{HCl} AlCl_3 \xrightarrow{NaOH} Al(OH)_3 \xrightarrow{HCl} AlCl_3 \xrightarrow{NaOH} Al(OH)_3 \xrightarrow{NaOH_{изб.}} Na[Al(OH)_4]

2) Al → Al₂O₃ → Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → Al

1. Al → Al₂O₃

Алюминий сгорает в кислороде с образованием оксида алюминия:

4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3

2. Al₂O₃ → Na[Al(OH)₄]

Оксид алюминия амфотерен, поэтому реагирует со щёлочью. В водном растворе щёлочи при нагревании можно записать:

Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]

Образуется тетрагидроксоалюминат натрия.

3. Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃

Чтобы получить Al(OH)₃, раствор алюмината подкисляют, например соляной кислотой, но кислоту берут не в избытке:

Na[Al(OH)_4] + HCl \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + NaCl + H_2O

Если добавить избыток кислоты, Al(OH)₃ растворится с образованием соли алюминия.

4. Al(OH)₃ → Al₂O₃

При нагревании гидроксид алюминия разлагается:

2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O

5. Al₂O₃ → Al

Алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия в криолите:

2Al_2O_3 \xrightarrow{\text{электролиз}} 4Al + 3O_2

Обычно указывают условие: электролиз расплава Al₂O₃ в криолите $Na_3AlF_6$ .