Примеры составления условий задач и их решения. Задача 1015. Показать, какие продукты образуются при взаимодействии алюминия с водным раствором едкого натрия:

Задача 1015. Показать, какие продукты образуются при взаимодействии алюминия с водным раствором едкого натрия:

Al + NaOH + H₂O →.

При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причем образуются алюминаты – соли, содержащие алюминий в составе аниона:

Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al(OH)₄]

(тетрагидроксоалюминат натрия).

Алюминий, лишенный защитной пленки, взаимодействует с водой, вытесняя из нее водород:

2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂↑.

Образующийся гидроксид алюминия реагирует с избытком щелочи, образуя гидроксоалюминат:

Al(OH)₃+NaOH=Na[Al(OH)₄].

Удвоив последнее уравнение и сложив его с предыдущим, получим суммарное уравнение растворения алюминия в водном растворе щелочи:

2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑.

Задача 1027. Показать, какие продукты образуются при сплавлении металла с окислительно-щелочными смесями:

Mo+KOH+O₂ →

Раствор щелочи практически на молибден не действует. Молибден может быть переведен в раствор методом окислительного щелочного сплавления с образованием соответствующего молибдата – молибдата калия.

Mo⁰+KOH+O₂ → K₂Mo⁺⁶O₄ +2H₂O

2 4 Mo+8OH^- - 6e = MoO₄^2-+4H₂O

3 6 O₂+2H₂O+4e = 4OH^-

2Mo+16OH^-+3O₂+6H₂O → 2MoO₄^2-+8H₂O +12OH^-

2Mo+4KOH +3O₂ = 2 K₂MoO₄+2H₂O.

В задачах (1008-1033) показать, какие продукты образуются при взаимодействии металлов с водными растворами щелочей: при сплавлении с окислительно-щелочными смесями.

8.3. Окисление металлов ионами Н⁺ в водных растворах

Металлы, имеющие отрицательное значение стандартного окислительно-восстановительного электродного потенциала, вытесняют водород из кислот (HCl, разбавленной H₂SO₄, CH₃COOH и др.) (см. табл. 4)

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H_2.

Разности потенциалов для реакции между магнием и соляной кислотой при условиях близких к стандартным:

E = - = 0.00 – (-2.34) = 2.34 B.

Металлы, которые могут иметь различную степень окисления, при взаимодействии с обычными кислотами образуют соли низшей степени окисления:

Fe⁰ + H₂SO₄ = Fe⁺²SO₄ + H₂⁰.

Образование солей металлов с низшей степенью окисления объясняется сравнительно слабыми окислительными свойствами катионов водорода и более отрицательным значением электродных потенциалов: ( = - 0.44 В) по сравнению с электродным потенциалом ( = - 0.04 В).

Некоторые металлы, имеющие отрицательное значение электродного потенциала, не растворяются в кислотах вследствие образования на их поверхности осадка нерастворимой соли (хлорида, сульфата, карбоната, фосфата). Например, свинец практически не растворяется в соляной и разбавленной серной кислоте, т.к. поверхность металла покрывается осадками хлорида и сульфата свинца.

Металлы, имеющие положительные значения, не могут вытеснять водо­род из кислот и поэтому с ними не взаимодействуют.