Осуществите превращения: Al→ X → Al(OH)3→ Al2O3→ ΧΑΙΡΟ4 В уравнении первой реакции расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель. Для второй реакции составьте молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнение (РИО). Вещество Х - растворимая соль алюминия

Превращения алюминия и его соединений:

Дано:

• Al → X → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → X → AlPO₄
• X — растворимая соль алюминия

1. Al → X

Алюминий реагирует с кислотой (например, H₃PO₄) с образованием растворимой соли алюминия (X) и выделением водорода.

Уравнение реакции (с фосфорной кислотой):

\[ 2Al + 2H_{3}PO_{4} \rightarrow 2AlPO_{4} + 3H_{2} \uparrow \]

Электронный баланс:

• Al⁰ - 3e^- → Al⁺³ (окислитель)
• 2H⁺¹ + 2e^- → H₂⁰ (восстановитель)

Коэффициенты: 2 для Al, 3 для H₂. Чтобы привести к общему кратному (6), умножаем баланс: 2*3 = 6, 2*3 = 6. Затем подставляем коэффициенты в уравнение: 2*2=4 для Al, 3*1=3 для H₂. Для H₃PO₄ и AlPO₄ нужно 4 и 4. Корректируем:

\[ 2Al + 2H_{3}PO_{4} \rightarrow 2AlPO_{4} + 3H_{2} \uparrow \]

Окислитель: H₃PO₄ (точнее, ионы H⁺)

Восстановитель: Al

Вещество X: AlPO₄ (фосфат алюминия)

2. X → Al(OH)₃

Растворимая соль алюминия (X - AlPO₄) реагирует с сильным основанием (например, NaOH) с образованием гидроксида алюминия (Al(OH)₃ - осадок) и другой соли.

Уравнение реакции:

• Молекулярное уравнение:

\[ AlPO_{4} + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_{3} \downarrow + Na_{3}PO_{4} \]

• Полное ионное уравнение:

\[ AlPO_{4} \downarrow + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_{3} \downarrow + 3Na^{+} + PO_{4}^{3-} \]

• Сокращенное ионное уравнение:

\[ AlPO_{4} \downarrow + 3OH^{-} \rightarrow Al(OH)_{3} \downarrow \]

3. Al(OH)₃ → Al₂O₃

Гидроксид алюминия при прокаливании разлагается до оксида алюминия.

Уравнение реакции:

\[ 2Al(OH)_{3} \xrightarrow{\Delta} Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O \]

4. Al₂O₃ → X

Оксид алюминия (амфотерный оксид) реагирует с сильной кислотой (например, H₃PO₄) с образованием растворимой соли алюминия (X).

Уравнение реакции:

\[ Al_{2}O_{3} + 2H_{3}PO_{4} \rightarrow 2AlPO_{4} + 3H_{2}O \]

Вещество X: AlPO₄ (фосфат алюминия)

5. X → AlPO₄

Это то же самое вещество, что и X, поэтому превращение не требует реакции.

Ответ:

1. Al → AlPO₄ (реакция с H₃PO₄). Окислитель: H⁺, восстановитель: Al.

2. AlPO₄ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + Na₃PO₄ (молекулярное).

AlPO₄↓ + 3Na⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓ + 3Na⁺ + PO₄³⁻ (полное ионное).

AlPO₄↓ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓ (сокращенное ионное).

3. 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O (при нагревании).

4. Al₂O₃ + 2H₃PO₄ → 2AlPO₄ + 3H₂O.