В разбавленной азотной кислоте реакция идет с выделени¬

ем оксида азота (II):

AI + 4HN03 = A1(N03)3 + NOt + 2Н20.

Алюминий растворяется в растворах щелочей и карбона¬

тов щелочных металлов с образованием тетрагидроксоалю-

минатов:

2AI + 2NaOH + 6Н20 = 2Na[AI(OH)4] + 3H2t.

Распространенность в природе и получение алюминия.

Алюминий самый распространенный металл на Земле (3-е

место среди веех элементов; 8% состава земной коры). В виде

свободного металла в природе не встречается; входит в со¬

став глиноземов (А1203), бокситов (А1203 jcH20). В промыш¬ ленности алюминий получают из бокситной руды электроли¬ зом расплава А1203.

§ 14.2. Соединения алюминия

Оксид алюминия. Обычно оксид получают, сжигая поро¬

шок алюминия в кислороде или прокаливая гидроксид:

2А1(ОН)3 = А1203 + ЗН20.

Оксид алюминия нерастворим в воде, но, будучи амфо-

терным, может реагировать не только с кислотами, но и со

щелочами (см. § 7.2), а также при сплавлении с карбонатами

образовывать метаалюминаты:

Al203 + Na2C03 = 2NaAI02 + C02t,

и с кислыми солями

А1203 + 6KHSO4 = AI2(S04)3 + 3K2S04 + зн2о.

практически нерастворимое в воде, обладающее амфотерны-

ми свойствами (см. § 3.2 о причинах его амфотерности). Гид¬

роксид можно получить обработкой солей алюминия щело¬ чами или гидроксидом аммония. В первом случае нужно избегать избытка щелочи, поскольку в противном случае

А1(ОН)3 растворится с образованием комплексных тетрагид-

роксоалюминатов [А1(ОН)4]~, (см. задачи 1, 2):

AiBr3 + ЗКОН = А1(ОН)31 + ЗКВг,

А1(ОН)3 + КОН = К[А1(ОН)4].

При слабом подкислении тетрагидроксоалюминаты раз¬

рушаются (задача 2):

Na[AI(OH)4] + С02 = А1(ОН)3 + NaHC03.

Соли алюминия. Почти все соли алюминия и сильных

кислот хорошо растворимы в воде и сильно гндролизованы

(см. § 7.6). Многие соли алюминия имеют практическое зна¬

чение. Так, например, безводный AICI3 применяют в качестве

катализатора при получении толуола по реакции Фриделя-

Крафтса (см. § 20.2). Широко используются двойные соли (см.

Na\ К* или NH4*. При растворении квасцов, например, ка¬

лимых, они образуют простые ионы К*, АГ и SO*2*

§ 14.3. Задачи с решениями

Задача 1. В одной пробирке находится раствор хлорида магния, в другой хлорида алюминия. С помощью какого

одного реактива можно установить, в каких пробирках на¬

ходятся эти соли?

Решение. Алюминий отличается от магния тем, что его гидроксид, А1(ОН)3, амфотерен и растворяется в щелочах.

Поэтому при приливашш избытка раствора щелочи к рас¬

твору А1С13 образуется прозрачный раствор:

А1С13 + 4КОН = К[А1(ОН)4] + 3KCI.

Гидроксид магния в щелочах нерастворим, поэтому при приливании раствора щелочи к раствору хлорида магния

выпадает осадок:

MgCfe + 2КОН = Мд(ОН)г^ + 2KCI.

Задача 2. Составьте полные уравнения следующих реак¬ ций:

1) А1С13 + КОН(изб.) ->

2)AICI3 + МНз(изб.) + Н20 ->

3)А1(ЫОз)з + Na2S + Н20 ->

4)Na{Al(OH)4l + С02 ->

Решение. 1) При действии щелочи на соли алюминия вы¬

падает осадок гидроксида алюминия, который растворяется

в избытке щелочи с образованием алюмината:

162

AICI3 + 4К0Н = K[AI(OH)4] + 3KCI.

2) При действии раствора аммиака щелочи на соли алю¬

миния выпадает осадок гидроксида алюминия.

А1С13 + 3NH3 + ЗН20 = Ai(OH)3l + 3NH4CI.

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

идоводит его до конца, до А1(ОН)3. В свою очередь, хлорид

алюминия усиливает гидролиз сульфида натрия и доводит

его до конца, до H2S:

2AI(N03)3 + 3Na2S + 6Н2О = 2А1(ОН)з4 + 3H2St + 6NaCI.

4) Алюминат натрия образован очень слабой кислотой -

гидроксидом алюминия, поэтому он легко разрушается в водном растворе даже под действием слабых кислот, напри¬

мер, угольной:

Na[AI(OH)4] + С02 = А1(ОН)34 + NaHC03.

Задача 3. К 25 г 8%-ного раствора хлорида алюминия

прилили 25 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Образо¬

вавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Определите

его массу и состав.

Решение. При действии щелочей на растворы солей алю¬

миния образуется осадок гидроксида алюминия:

АГС13 + 3NaOH = АКОН)34 + 3NaC1.

Проведем расчет по этому уравнению. v(AICI3) = 25-0,08 / 133,5 = 0,015, v(NaOH) = 25-0,08 / 40 = 0,05. А1С13 находится в

недостатке. В результате данной реакции расходуется 0,015-3

= 0,045 моль NaOH, и образуется 0,015 моль А1(ОН)з. Избы¬

ток NaOH в количестве 0,05-0,045 = 0,005 моль растворяет

0,005 моль А1(ОН)з по уравнению:

А1(ОН)3 + NaOH = Na[AI(OH)4],

Таким образом, в осадке остается 0,015-0,005 = 0,01 моль

А1(ОН)з. При прокаливании этого осадка в результате реак¬

ции