Чтобы вычислить количество вещества сульфата натрия, нужно его массу разделить на молярную массу
{nu}({Na_2}{SO_4})=m/M=213/142=1,5 моль
Исходя из того, что один моль сульфата натрия содержит два моль атомов натрия, один моль атомов серы и четыре моль атомов кислорода, определим количество вещества каждого химического элемента, входящего в состав Na2SO4
nu(Na)=2*{nu}({Na_2}{SO_4})=2*1,5=3 моль;
nu(S)=1*{nu}({Na_2}{SO_4})=1*1,5=1,5 моль;
nu(O)=4*{nu}({Na_2}{SO_4})=4*1,5=6 моль
ответ: {nu}({Na_2}{SO_4})=1,5 моль; nu(Na)=3 моль; nu(S)=1,5 моль; nu(O)=6 моль
Алюминий – химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.
Взаимодействие с неметаллами
С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
реакция сопровождается большим выделением тепла.
Выше 200°С реагирует с серой с образованием сульфида алюминия:
2Al + 3S = Al2S3.
При 500°С – с фосфором, образуя фосфид алюминия:
Al + P = AlP.
При 800°С реагирует с азотом, а при 2000°С – с углеродом, образуя нитрид и карбид:
2Al + N2 = 2AlN,
4Al + 3C = Al4C3.
С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
С водородом непосредственно не взаимодействует.
С металлами образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения – алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.
Взаимодействие с водой Взаимодействие алюминия с водой
Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.
Взаимодействие с кислотами
Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).
С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Взаимодействие со щелочами
Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:
в растворе с образованием натрия:
2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
при сплавлении с образованием алюминатов:
2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.
Восстановление металлов из оксидов и солей
Алюминий – активный металл вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3.
Процесс пассивации металлов означает создание на поверхности тонких пленок с целью защиты от коррозии. Эти пленки, образующиеся под воздействием растворов, создают плотный, почти непроницаемый барьер, благодаря чему коррозия сильно тормозится или полностью прекращается.
Объяснение:
Реакция растворения железа в растворе концентрированной серной кислоты (Fe + H2SO4 (конц) = ?) позволяет получить сульфат железа (III), оксид серы (IV) и воду (замещение). Данная реакция относится к окислительно-восстановительным, поскольку химические элементы сера и железо изменяют свои степени окисления.
Молекулярное уравнение реакции имеет вид:
\[2Fe + 6H_2SO_4_conc \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O.\]
Запишем ионные уравнения, учитывая, что простые вещества, оксиды и вода на ионы не распадаются, т.е. не диссоциируют.
\[2Fe + 12H^{+} + 6SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 3SO_2 + 6H_2O;\]
\[2Fe + 12H^{+} + 3SO_4^{2-} \rightarrow Fe^{3+} + 3SO_2 + 6H_2O.\]
Первое уравнение называют полным ионным, а второе – сокращенным ионным.
Схемы электронного баланса выглядят следующим образом:
\[S^{+6} +2e \rightarrow S^{+4};\]
\[Fe^{0} -3e \rightarrow Fe^{+3}.\]
Переходим к решению задачи. Первоначально рассчитаем количество молей веществ, вступивших в реакцию (M(Fe) = 56 g/mole; M(H_2SO_4) = 98 g/mole):
\[n \rightarrow m \div M;\]
\[n (Fe) \rightarrow m(Fe) \div M(Fe) \rightarrow 7 \div 56 \rightarrow 0,125 mole.\]
\[m_solution(H_2SO_4) \rightarrow \rho \times V(H_2SO_4);\]
\[m_solution(H_2SO_4) \rightarrow 1,08 \times 150 \rightarrow 162 g.\]
\[ m (H_2SO_4) = \omega (H_2SO_4) \div 100 \% \times m_{solution};\]
\[ m (H_2SO_4) = 12 \div 100 \% \times 162 = 19,44 g.\]
\[n (H_2SO_4) \rightarrow m(H_2SO_4) \div M(H_2SO_4) \rightarrow 19,44 \div 98 \rightarrow 0,2 mole.\]
Это означает, что серная кислота находится в избытке и дальнейшие расчеты производим по железу.
Согласно уравнению реакции
\[ n(Fe) : n(Fe_2(SO_4)_3) = 2:1,\]
значит
\[n(Fe_2(SO_4)_3) = ½ \times n(Fe) = ½ \times 0,125 = 0,0625 mole.\]
Тогда масса сульфата железа (III) будет равна (молярная масса – 400 g/mole):
\[m (Fe_2(SO_4)_3) \rightarrow n(Fe_2(SO_4)_3) \times M(Fe_2(SO_4)_3) \rightarrow 0,0625 \times 400 \rightarrow 25 g.\]