Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: a) Al→ Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al; б) AlCl3 → Al→ Al(OH)3 → Al2(SO4)3 → AlCl3 → Al(NO3)3; в) Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al(OH)3 → Al(NO3)3; г) Аl2O3 → KAlO2 → Al(OH)3 → K[Al(OH)4] → Al(OH)3. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса. Для реакций ионного обмена составьте уравнения в молекулярной и ионной форме. Назовите вещества, участвующие в реакциях.

Рассмотрим каждую цепочку превращений по отдельности: а) Al→ Al2O3 → AlCl3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al; 1. $$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$$ Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия. Это реакция окисления алюминия. 2. $$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$$ Оксид алюминия реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид алюминия и воду. Это реакция обмена. 3. $$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 + 3NaCl$$ Хлорид алюминия реагирует с гидроксидом натрия, образуя гидроксид алюминия и хлорид натрия. Это реакция обмена. 4. $$2Al(OH)_3 \xrightarrow{t^o} Al_2O_3 + 3H_2O$$ Гидроксид алюминия разлагается при нагревании, образуя оксид алюминия и воду. Это реакция разложения. 5. $$2Al_2O_3 \xrightarrow{электролиз} 4Al + 3O_2$$ Электролиз оксида алюминия приводит к образованию алюминия и кислорода. Это реакция разложения. б) AlCl3 → Al→ Al(OH)3 → Al2(SO4)3 → AlCl3 → Al(NO3)3; 1. $$AlCl_3 + 3K \rightarrow Al + 3KCl$$ Хлорид алюминия реагирует с металлическим калием, образуя алюминий и хлорид калия. Это реакция замещения. 2. $$2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2$$ Алюминий реагирует с водой, образуя гидроксид алюминия и водород. Это реакция замещения. 3. $$2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$$ Гидроксид алюминия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат алюминия и воду. Это реакция обмена. 4. $$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 2AlCl_3 + 3BaSO_4$$ Сульфат алюминия реагирует с хлоридом бария, образуя хлорид алюминия и сульфат бария. Это реакция обмена. 5. $$AlCl_3 + 3AgNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3AgCl$$ Хлорид алюминия реагирует с нитратом серебра, образуя нитрат алюминия и хлорид серебра. Это реакция обмена. в) Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al(OH)3 → Al(NO3)3; 1. $$Al_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3Na_2SO_4$$ Сульфат алюминия реагирует с гидроксидом натрия, образуя гидроксид алюминия и сульфат натрия. Это реакция обмена. 2. $$2Al(OH)_3 \xrightarrow{t^o} Al_2O_3 + 3H_2O$$ Гидроксид алюминия разлагается при нагревании, образуя оксид алюминия и воду. Это реакция разложения. 3. $$Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2O$$ Оксид алюминия реагирует с соляной кислотой, образуя гидроксид алюминия и воду. Это реакция обмена. 4. $$Al(OH)_3 + 3HNO_3 \rightarrow Al(NO_3)_3 + 3H_2O$$ Гидроксид алюминия реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат алюминия и воду. Это реакция обмена. г) Al2O3 → KAlO2 → Al(OH)3 → K[Al(OH)4] → Al(OH)3. 1. $$Al_2O_3 + 2KOH \xrightarrow{t^o} 2KAlO_2 + H_2O$$ Оксид алюминия реагирует с гидроксидом калия при нагревании, образуя метаалюминат калия и воду. Это реакция обмена. 2. $$KAlO_2 + 2H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + KOH$$ Метаалюминат калия реагирует с водой, образуя гидроксид алюминия и гидроксид калия. Это реакция обмена. 3. $$Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]$$ Гидроксид алюминия реагирует с гидроксидом калия, образуя тетрагидроксоалюминат(III) калия. Это реакция соединения. 4. $$K[Al(OH)_4] + HCl \rightarrow Al(OH)_3 + KCl + H_2O$$ Тетрагидроксоалюминат(III) калия реагирует с соляной кислотой, образуя гидроксид алюминия, хлорид калия и воду. Это реакция обмена.