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:
V(NH₃) -? 1. Определим молярную массу аммиака и его количество вещества в 0,85г.: M(NH₃)=14+1x3=17г./моль n(NH₃)=m(NH₃)÷M(NH₃)= 0,85г.÷17г./моль=0,05моль 2. Определим объем аммиака количеством 0,05моль: V(NH₃) =n(NH₃)×Vm=0,05моль×22,4л./моль=1,12л. 3. ответ: 0,85г. аммиака займет объем 1,12л.
б) Серный ангидрид - оксид серы(VI) легколетучая жидкость. Для того что бы определить ее объем необходимо знать плотность. Но если допустить, что оксид серы превратился в газ, то решаем задачу так же как а) Дано: m(S) = 15г. Vm=22,4л./моль
V(SO₃)-? 1. Определим молярную массу оксида серы(VI) и его количество вещества в 15г.: M(SO₃)=32+16x3 = 80г./моль n(SO₃)=m(SO₃)÷M(SO₃)= 15г.÷80г./моль=0,18моль 2. Определим объем оксида серы(VI) количеством 0,18моль: V(NH₃) =n(NH₃)×Vm=0.18моль×22,4л./моль=4,032л. 3. ответ: 15г. оксида серы(VI) займет объем 4,032л.
Решение задачи б) используя плотность. Плотность оксида серы в сжиженном состоянии: ρ= 1,995г./см³ V(SO₃)=m(SO₃)÷ρ =15г÷1,995г/см³ =7,51см³
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
Дано:
m(NH₃)=0,85г
Vm=22,4л./моль
V(NH₃) -?
1. Определим молярную массу аммиака и его количество вещества в 0,85г.:
M(NH₃)=14+1x3=17г./моль
n(NH₃)=m(NH₃)÷M(NH₃)= 0,85г.÷17г./моль=0,05моль
2. Определим объем аммиака количеством 0,05моль:
V(NH₃) =n(NH₃)×Vm=0,05моль×22,4л./моль=1,12л.
3. ответ: 0,85г. аммиака займет объем 1,12л.
б) Серный ангидрид - оксид серы(VI) легколетучая жидкость. Для того что бы определить ее объем необходимо знать плотность. Но если допустить, что оксид серы превратился в газ, то решаем задачу так же как а)
Дано:
m(S) = 15г.
Vm=22,4л./моль
V(SO₃)-?
1. Определим молярную массу оксида серы(VI) и его количество вещества в 15г.:
M(SO₃)=32+16x3 = 80г./моль
n(SO₃)=m(SO₃)÷M(SO₃)= 15г.÷80г./моль=0,18моль
2. Определим объем оксида серы(VI) количеством 0,18моль:
V(NH₃) =n(NH₃)×Vm=0.18моль×22,4л./моль=4,032л.
3. ответ: 15г. оксида серы(VI) займет объем 4,032л.
Решение задачи б) используя плотность.
Плотность оксида серы в сжиженном состоянии: ρ= 1,995г./см³
V(SO₃)=m(SO₃)÷ρ =15г÷1,995г/см³ =7,51см³