Задача 1. В одной пробирке находится раствор хлорида магния, в другой - хлорида алюминия. С помощью какого одного реактива можно установить, в каких пробирках находятся эти соли?
Решение. Алюминий отличается от магния тем, что его гидроксид, Аl(ОН)3, амфотерен и растворяется в щелочах. Поэтому при приливании избытка раствора щелочи к раствору АlСl3 образуется прозрачный раствор:
АlСl3 + 4КОН = К[Аl(ОН)4] + ЗКСl.
Гидроксид магния в щелочах нерастворим, поэтому при приливании раствора щелочи к раствору хлорида магния выпадает осадок:
МgСl2 + 2КОН = Мg(ОН)2↓ + 2КСl.
Задача 2. Составьте полные уравнения следующих реакций:
1) АlСl3 + КОН(изб.) →
2) АlСl3 + NН3(изб.) + Н2О →
3) Аl(NО3)3 + Nа2S + Н2О →
4)Nа[Аl(ОН)4] + СО2 →
Решение. 1) При действии щелочи на соли алюминия выпадает осадок гидроксида алюминия, который растворяется в избытке щелочи с образованием алюмината:
АlСl3 + 4КОН = К[Аl(ОН)4] + ЗКСl.
2) При действии раствора аммиака щелочи на соли алюминия выпадает осадок гидроксида алюминия.
АlСl3 + 3NН3 + 3Н2О = Аl(ОН)3↓ + 3NН4Сl.
В отличие от щелочей, раствор аммиака не растворяет гидроксид алюминия. Именно поэтому аммиак используют для полного осаждения алюминия из водных растворов его солей.
3) Сульфид натрия усиливает гидролиз хлорида алюминия и доводит его до конца, до Аl(ОН)3. В свою очередь, хлорид алюминия усиливает гидролиз сульфида натрия и доводит его до конца, до Н2S:
4) Алюминат натрия образован очень слабой кислотой - гидроксидом алюминия, поэтому он легко разрушается в водном растворе даже под действием слабых кислот, например, угольной:
Nа[Аl(ОН)4] + СО2 = Аl(ОН)3↓ + NаНСО3.
Задача 3. К 25 г 8%-ного раствора хлорида алюминия прилили 25 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Определите его массу и состав.
Решение. При действии щелочей на растворы солей алюминия образуется осадок гидроксида алюминия:
АlСl3 + ЗNаОН = Аl(ОН)3↓ + ЗNаСl.
Проведем расчет по этому уравнению. v(АlCl3) = 25.0,08 / 133,5 = 0,015,v(NаОН) = 25.0,08 / 40 = 0,05. АlСl3 находится в недостатке. В результате данной реакции расходуется 0,015.3 = 0,045 моль NаОН, и образуется 0,015 моль Аl(ОН)3. Избыток NаОН в количестве 0,05-0,045 = 0,005 моль растворяет 0,005 моль Аl(ОН)3 по уравнению:
Аl(ОН)3 + NaОН = Na[Аl(ОН)4].
Таким образом, в осадке остается 0,015-0,005 = 0,01 моль Аl(ОН)3. При прокаливании этого осадка в результате реакции
2Аl(ОН)3 Аl2О3 + ЗН2О
образуется 0,01/2 = 0,005 моль Аl2О3 массой 0,005-102=0,51 г.
Ответ. 0,51 г Аl2О3.
Задача 4. Какую массу квасцов КАl(SО4)2.12Н2О необходимо добавить к 500 г 6%-ного раствора сульфата калия, чтобы массовая доля последнего увеличилась вдвое? Найдите объем газа (при н.у.), который выделится при действии на полученный раствор избытка сульфида калия.
Решение. Масса исходного раствора - 500 г, в нем содержится 30 г К2SО4 (M = 174). Добавим к раствору х моль квасцов КАl(SО4)2.12Н2О (М = 474) (в них содержится х/2 моль К2SО4): m(КАl(SО4)2.12Н2О) = 474x, m(К2SО4) = 30 +174.x/2 = 30+87x, m(р-ра) = 500+474x. По условию, массовая доля К2SО4 в конечном растворе равна 12%, т.е.
(30+87x) / (500+474х) = 0,12,
откуда х =1,00. Масса добавленных квасцов равна m(КАl(SО4)2.12Н2О) = 474.1,00 = 474 г.
В образовавшемся растворе содержится х/2 = 0,500 моль Аl2(SО4)3, который реагирует с избытком К2S по уравнению:
По этому уравнению, v(Н2S) = 3.v(Аl2(SО4)3) = 3.0,500 = 1,500 моль. V(Н2S) = 1,500.22,4=33,6 л.l(SО4)2.12Н2О; 33,6 л Н2S.
Ответ. 474 г КА
А знаете ли вы что...
Распространенность химических элементов на Земле значительно отличается от их распространения во Вселенной. Например, на Земле «лидируют» кислород и кремний, в космосе - водород и гелий.
