а) Al → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al(NO3)3;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al0 + H2+1SO4 → Al2+3(SO4)3 + H20
Al0 -3e → Al+3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H+1 +2e → H20 |2| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и водорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и водорода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента водорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 3 ставим перед формулой двух соединений водорода (H2SO4, H2), а разными являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2, относится к одному атому, ставим перед формулой алюминия:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2. При необходимости подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, серная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
Al2(SO4)3 + 6NaOH = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3↓
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (Al2(SO4)3, NaOH и Na2SO4). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al3+ + 3SO42- + 6Na+ + 6OH-→ 6Na+ + 3SO42- + 2Al(OH)3↓
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO42- и Na+:
Al3+ + 3OH-→ Al(OH)3↓
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (t0)
Al2O3 + 6HNO3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (HNO3), Al(NO3)3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
Al2O3 + 6H+ + 6NO3-→ 2Al3+ + 6NO3- + 3H2O
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах NO3-:
Al2O3 + 6H+→ 2Al3+ + 3H2O
б) Al → AlCl3 → Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 → Al2(SO4)3.
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Al0 + H+1Сl → Al+3Cl3 + H20
Al0 -3e → Al+3 |3|6|2 ― процесс окисления
2H+1 +2e → H20 |2| |3 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и водорода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 3 и 2. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и водорода. Множители 2 и 3 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элемента алюминия в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 2 ставим перед формулой двух соединений алюминия (Al, AlCl3), а разными являются индексы элемента водорода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 3, относится к двум атомам, — перед формулой водорода:
2Al + HСl → 2AlCl3 + 3H2. Подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, соляная кислота (за счёт атомов водорода в степени окисления +1) — окислитель.
AlCl3 + 4NaOH = 3NaCl + Na[Al(OH)4]
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (AlCl3, NaOH и NaOH, NaCl, Na[Al(OH)4]). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
Al3+ + 3Cl- + 4Na+ + 4OH-→ 3Na+ + 3Cl- + Na+ + [Al(OH)4]-
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах Cl- и Na+
Al3+ + 4OH-→ [Al(OH)4]-
2Na[Al(OH)4] + CO2 = Na2CO3 + H2O + 2Al(OH)3↓
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (Na[Al(OH)4], Na2CO3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Na+ + 2[Al(OH)4]- + CO2→ 2Na+ + CO32- + H2O + 2Al(OH)3↓
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах Na+-:
2[Al(OH)4]- + CO2→ CO32- + H2O + 2Al(OH)3↓
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
Сначала по таблице растворимости определяем растворимые соединения, а затем — какие из них являются сильными электролитами (H2SO4, Al2(SO4)3). Заменяем формулы сильных электролитов формулами ионов:
2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO42-→ 2Al3+ + 3SO42- + 6H2O
С обеих частей полученного уравнения изымаем (подчеркнутые) одинаковые ионы в одинаковых количествах SO42-:
Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O