неорганическая химия 9 класс

АЛЮМИНИЙ  КАК ПРЕДСТАВИТЕЛЬ МЕТАЛЛОВ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ III ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Положение металлов в периодической системе. Строение их атомов

Главную подгруппу III группы периодической системы со­ставляют бор (В), алюминий (Аl), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Тl).

Как видно из приведенных данных, все эти элементы были открыты в XIX столетии.

Открытие металлов главной подгруппы III группы

 Бор представляет собой неметалл. Алюминий — переход­ный металл, а галлий, индий и таллий — полноценные метал­лы. Таким образом, с ростом радиусов атомов элементов каждой группы периодической системы металлические свой­ства простых веществ усиливаются.

 В данном параграфе мы подробнее рассмотрим свойства алюминия.

 Сколько электронов на внешнем элек­тронном слое у атома алюминия? Какая степень окисления атома в соединениях характерна для алюминия?

Химические свойства алюминия

Известно, что алюминий на воздухе покрывается плен­кой оксида, предохраняющей металл от взаимодействия с кислородом. Эта оксидная пленка препятствует вступлению алюминия в химические реакции. Если лишить алюминий его защитной пленки, он активно вступает вхимические реакции с кислородом и другими неметаллами.

Составьте химические реакции алюми­ния с кислородом, серой и хлором. Атомы
каких химических элементов являются в
этих превращениях окислителями? вос­становителями?

Факты

Алюминий — серебристый металл, его плотность — 2,7 г/см³, t_пл = 660 °С, t = 2350 °С. Алюминий обладает высокойэлектропроводностью и теплопроводностью, высо­кой отражающей способностью. 

Алюминий — активный металл. В электрохимическом ря­ду напряжений он стоит значительно левее водорода. Поэто­му он должен легко вытеснять водород из воды и кислот. Из кислот алюминий действительно легко вытесняет водород, так как кислоты прежде всего растворяют оксидную пленку:

2Аl + 6НСl = 2АlСl₃ + ЗН₂↑

Составьте уравнение этой химической ре­акции в ионном виде.

Металлический алюминий является сильным восстанови­телем и восстанавливает другие металлы из их оксидов:

8Аl + 3Fe₃O₄ = 4Аl₂О₃ + 9Fe + 800 кДж

Эта химическая реакция протекает очень энергично — выделяется большое количество теплоты, то есть этот хими­ческий процесс экзотермичен.

Поскольку алюминий — переходный металл, то он вза­имодействует со щелочами. Уравнение химической реакции между алюминием и щелочью можно записать так:

2Аl + 6Н₂О + 2КОН = 2К[Аl(ОН)₄] + ЗН₂↑*

2К[Аl(ОН)₄] - тетрагидроксоалюминат калия

Оксид и гидроксид алюминия проявляют амфотерные свойства:

Аl₂О₃ + 2NaOH + ЗН₂О = 2Na[Al(OH)₄]

* Соединения, записанные с применением квадратных скобок, химики называют комплексными. Их Вы будете изучать в 11-м классе.

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] ↔ NaAlO₂ + 2H₂O

NaAlO₂ - алюминат натрия

Но если оксид и гидроксид алюминия взаимодействуют с кислотами, образуются «обычные» соли:

Аl₂О₃ + 6НСl = 2AlCl₃+ ЗН₂О

2AlCl₃ - хлорид алюминия

Таким образом, алюминий — активный металл, проявля­ющий переходные свойства.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ 23

Гидроксид цинка Zn(OH)₂, так же как и гидроксид алюминия, про­являет амфотерные свойства.

1.Прилейте к раствору хлорида цинка немного раствора щелочи.
Что Вы наблюдаете? Составьте уравнение этой химической реакции.

2.Полученный осадок перенесите в две пробирки.

3.В одну пробирку долейте раствор соляной кислоты. Что Вы на­блюдаете? Составьте уравнение химической реакции.

4.В другую пробирку прилейте раствор едкого натра до растворения
осадка. Почему осадок растворился? Составьте уравнение реакции, учи­тывая, что в результате реакции образовался цинкат натрия Na₂ZnO₂.

Нахождение в природе

Алюминий — распространенный химический элемент. По распространенности в земной коре он занимает третье место после кислорода и кремния (рис. 53).

 Сырьем для получения алюминия служат бокситы
(А1₂О₃•Н₂О), нефелины (NaAlSiO₄), а также криолит
(Na₃AlF₆). Криолит имеет наибо­лее важное значение для получения алюминия.

Рис. 53. Большое количество алюминия содержится в обычной глине — Al₂O₃•2SiO₂•2H₂