, РЕШИТЕ ЦЕПОЧКУ РЕАКЦИИ
Li=Li3N=LiOH=Li2SO4=LiOH

Алюминий — активный металл, при сплавлении с углеродом дает карбид (метанид):

4Al + 3C = Al4C3.

б) Вследствие достаточно высокой реакционной алюминий на воздухе покры-

вается тончайшей оксидной пленкой, которая предохраняет металл от воздействия агрессивной

среды. Это явление называется пассивацией. Концентрированные растворы серной (и азотной) ки-

слоты также пассивируют алюминий. Оксидную пленку можно снять нагреванием, после чего

алюминий будет взаимодействовать с кислотой:

2Al + 6H2SO4 ⎯⎯→t Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O.

в) Алюминий реагирует с растворами не только кислот, но и щелочей:

2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2↑.

В комплексных соединениях для алюминия характерны координационные числа 4 и 6. Не

будет ошибкой, если формула продукта растворения алюминия в щелочи будет записана как

К[Al(OH)4(H2O)2] или К3[Al(OH)6].

г) Так как алюминий активный металл, то восстановление нитрат-иона из разбавленной

азотной кислоты проходит до аммиака, при достаточном количестве азотной кислоты — до солей

аммония (с очень разбавленной — менее 5 % — азотной кислотой алюминий не реагирует):

8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O.

Задача 2. Напишите уравнения реакций, с которых можно разделить следующие

смеси с выделением их компонентов в индивидуальном виде:

а) серебро и золото (МГУ, Факультет Фундаментальной Медицины, 1999);

б) железо и медь (МГУ, факультет почвоведения, 1999).

Решение

а) Для разделения смеси серебра и золота нужно воспользоваться таким реагентом, кото-

рый переведет в раствор только один металл. Для растворения золота необходим очень сильный

окислитель (например, «царская водка») или реагент, связывающий ионы золота в прочный комплексный ион (например, кислород в растворах цианидов щелочных металлов). Проще перевести

в раствор серебро, которое в отличие от золота окисляется концентрированной азотной кислотой:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O.

Из полученного раствора серебро можно осадить на пластинку из более активного металла,

например меди:

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag↓.

Возможен другой путь: раствор выпарить, а остаток прокалить:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑.

б) В электрохимическом ряду напряжений металлов медь находится после водорода, по-

этому она не реагирует с разбавленной соляной кислотой1

.

Подействуем на смесь металлов разбавленной соляной кислотой, медь останется без изме-

нения, а железо растворится:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑.

Обратите внимание, в соляной кислоте (а также в других галогеноводородных кислотах)

железо не окисляется до степени окисления +3, так как протон не достаточно сильный окислитель.

Из полученного раствора железо можно выделить осаждением на более активном металле:

Zn + FeCl2 = ZnCl2 + Fe↓.

Другой вариант разделения исходной смеси базируется на пассивации железа концентри-

рованными растворами серной или азотной кислот.

Задача 3. Как из смеси цинка и алюминия приготовить чистые оксиды Al2O3 и ZnO? Запи-

шите уравнения соответствующих реакций. (МГУ, факультет почвоведения, 1997.)

Решение

Цинк и алюминий — активные металлы, но алюминий в отличие от цинка пассивируется

холодными сильно концентрированными (практически безводными) растворами серной и азотной

кислот. Рассмотрим вариант решения задачи, основанный на этом факте.

Цинк реагирует с концентрированной азотной кислотой:

Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O.

Выпарим воду из раствора и прокалим нитрат цинка:

2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2↑ + O2↑.

Таким образом можно получить чистый оксид цинка.

Алюминий, не прореагировавший с азотной кислотой, прокалим на воздухе. В результате

также образуется чистое вещество:

1 В концентрированной соляной кислоте в присутствии кислорода воздуха возможен сле-

дующий процесс: 2Cu + 8HCl + O2 = 2H2[CuCl4] + 2H2O.Задача 4. Имеется смесь алюминия, кальция и серебра. Как химическим путем выделить

каждый из металлов в индивидуальном виде? (МГУ, факультет почвоведения, 1994.)

Решение

Кальций — щелочноземельный металл, он реагирует с водой:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑.

Отделяем алюминий и серебро, которые не растворяются в воде. К фильтрату добавляем

соляную кислоту:

Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O.

Раствор выпариваем, расплав хлорида кальция подвергаем электролизу:

CaCl2 = Ca + Cl2↑.

На смесь серебра и алюминия действуем концентрированной азотной кислотой. Алюминий

пассивируется, а серебро растворяется:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O.

Из полученного раствора серебро можно выделить осаждением на пластинке из более ак-

тивного металла, например, меди:

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag↓

Задача 5. При действии на сплав железа с медью избытка соляной кислоты выделилось 224

мл (н. у.) газа. Вычислите массу сплава, если известно, что железа в нем содержалось 20 % по

массе. (Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для посту-

пающих в вузы. Т.1, 2. М.: 1 Федеративная Книготорговая Компания, 1998.))

Решение

С соляной кислотой взаимодействует только железо:

Объяснение:

qq